Anatomisch-physiologische Grundlagen von Herz und Kreislauf

Das Herz ist ein etwas mehr als faustgrosser Hohlmuskel, dessen wichtigste Aufgabe darin besteht, das Blut durch den Kreislauf zu pumpen. Es liegt im Brustkorb, zwischen den Lungenflügeln und auf dem Zwerchfell, hinter dem Brustbein und vor der Wirbelsäule.

In der Anatomie, wie auch in der Krankheitslehre leiten sich viele Begriffe vom lateinischen „cor“, bzw. vom griechischen „kardia“ ab.

Aufbau des Organs

Natürlich hat der Mensch nur ein Herz. Wenn man ein so genanntes linkes und rechtes Herz unterscheidet, meint damit die beiden Herzhälften. Das Herz umfasst vier Innenräume: je einen Vorhof und eine Kammer auf der linken und auf der rechten Seite.
Vorhöfe und Kammern sind jeweils durch Ventile – die sog. Herzklappen – miteinander verbunden.
Das Herz besteht überwiegend aus Muskulatur, die innen und aussen von glatten Häuten überzogen ist.

Herzzyklus

In der Arbeit des Herzens wechseln sich Kontraktion und Entspannung regelmässig ab. Ein Herzzyklus dauert in Ruhe knapp eine Sekunde, wobei eine kürzere Anspannungs- und Austreibungsphase von einer etwas längeren Erschlaffungsphase gefolgt wird.
Die Herzfrequenz beträgt beim Erwachsenen in Ruhe ca. 60 bis 80 Schläge pro Minute. Pro Herzschlag werden rund 70 bis 120 ml Blut ausgeworfen, wobei immer ein gewisses Restvolumen von rund 70 ml (bei Anstrengung weniger) zurückbleibt.
Das Volumen, das vom Herz in einer Minute durch den Kreislauf gepumpt wird, errechnet sich durch Herzfrequenz multipliziert mit dem Schlagvolumen, also in Ruhe ca. 70 x 70 ml = 4,9 l (unter Anstrengung bis über 30 l bei Leistungssportlern)

Das Herz darf sich während des gesamten Lebens keine Pause gönnen - es schlägt kontinuierlich von der ersten bis zur letzten Lebensminute.

Daraus ergeben sich rechnerisch folgende Leistungen für das gepumpte Blut:
    in einer Stunde         290 l
    an einem Tag:        7.000 l
    in einem Jahr        2.550.000 l
    in 75 Jahren        178.850.000 l

Erregungsbildung und Erregungsleitung
Das Herz ist in der Lage, sich selbständig seinen Takt zu geben. Das bedeutet, dass es ohne dass wir ständig daran senken müssen seine Aufgabe versieht. Grund dafür sind spezifische physiologische Eigenarten des so genannten Sinusknotens, der im rechten Vorhof liegend die Herzfrequenz regelt. Die Regulation bei Ruhe und Anstrengung wird durch Sympathikus und Parasympathikus vermittelt. Das sind die beiden Äste des vegetativen Nervensystems.
Die Zellen, die den Sinusknoten bilden sind keine Nerven-, sondern spezialisierte Herzmuskelzellen.
Ein elektrischer Impuls, der vom Sinusknoten abgesetzt wird, wird über ein besonderes Reizleitungssystem weitergeleitet und erreicht innert kurzer Zeit jede Muskelfaser des Herzens, die sich im Normalfall darauf hin zusammenzieht.
Die Gesamtheit der elektrischen Vorgänge im Herz lässt sich als Elektrokardiogramm (EKG) von der Körperoberfläche ableiten.

Die normale Herzfrequenz beträgt in Ruhe ca. 60 bis 80 pro Minute, im Schlaf ist sie meist langsamer, unter Anstrengung deutlich höher. Die höchste tolerierte Herzfrequenz liegt bei eine 30 jährigen bei ungefähr 200 pro Minute, mit 70 Jahren sinkt sie auf etwa 150 pro Minute.

Wie jedes andere Organ, muss auch das Herz selber mit Blut versorgt werden. Diese Selbstversorgung erfolgt über die so genannten Herzkranzgefässe (Koronarien). In der Erschlaffungsphase (Diastole) erhält das Herz darüber ca. 250 bis 1.000 ml pro Minute.

Kreislauf

Das Gefässsystem, in dem das Blut vom Herzen durch den Körper transportiert wird, wird als Kreislauf bezeichnet. Dieser Begriff bringt zum Ausdruck, dass der Weg des Blutes vom Herz in die Peripherie und wieder zurück zum Herzen führt. Bei etwas genauerer Betrachtung lässt sich ein so genannter grosser Kreislauf von einem kleinen Kreislauf unterscheiden. Mit dem grossen Kreislauf wird das Gefässsystem des ganzen Körpers bezeichnet, während der kleine Kreislauf den Weg des Blutes durch die Lunge beschreibt.
Man unterscheidet bei den Blutgefässen Venen und Arterien. In Arterien wird das Blut vom Herzen weg in die Peripherie geleitet, in den Venen gelangt es zum Herzen zurück

Blut

Das Blut erfüllt eine Vielzahl unterschiedlicher Aufgaben. Es hat Transportfunktion beispielsweise für Sauerstoff, Nährstoffe und Hormone, aber auch für die Abfallprodukte des Stoffwechsels wie Kohlendioxid.
Darüber hinaus übernimmt das Blut Abwehrfunktion, Aufgaben im Rahmen der Wärmeregulation, bei der Gerinnung und einiges andere mehr.

Zusammensetzung und Aufgaben

Das Blut macht ca. 8% des Körpergewichtes aus. Das bedeutet, dass in den Gefässen eines 75 kg schweren Menschen ca. 6 l Blut fliesst.

Das Blut besteht zu etwa 40 bis 45% aus festen Bestandteilen („Blutkörperchen“) und zu rund 55 bis 60% aus flüssigen Bestandteilen.

Der flüssige Teil des Blutes wird als Plasma bezeichnet. Es besteht zu ca. 90% aus Wasser, zu 8% aus Eiweissen (u.a. Gerinnungsfaktoren), sowie zu rund 2% aus kleinmolekularen Substanzen (Ionen, Kohlenhydrate, Vitamine, Hormone etc.). Werden dem Plasma die Gerinnungsfaktoren entnommen, spricht man vom Serum.
Zu den festen Blutbestandteilen gehören die Blutkörperchen. Von ihnen machen die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) ca. 99% aus. Das restliche Prozent teilen sich weisse Blutkörperchen (Leukozyten) und Blutplättchen (Thrombozyten).

Bildungsort der roten Blutkörperchen ist das rote Knochenmark in den kurzen und platten Knochen, bei Kindern auch noch in den langen Röhrenknochen.
Pro Mikroliter Blut haben wir die unglaubliche Zahl rund 5'000'000 Erythrozyten. Bei einer Lebendsdauer von ca. 120 Tagen gehen jede Sekunde im Körper über 2'000’000 Blutkörperchen unter, die kontinuierlich nachgebildet werden müssen. Die Milz übernimmt dabei die „Blutmauserung“.
Die kräftige Farbe des Blutes kommt vom roten Blutfarbstoff Hämoglobin, der etwa ein Drittel der Gesamtmasse der Erythrozyten ausmacht. Hier wird auch der Sauerstoff angelagert, um transportiert werden zu können.