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Inhalt
Einleitung
Wie entsteht der Herzschlag?
Herztätigkeit
Herzkranzgefässe
Verzweigung
Der Puls
Der Pfortaderkreislauf
Kapillaren
Venen
Arterien
1. EINLEITUNG
Kreislaufsystem, in Anatomie und Physiologie der Weg des Blutes durch die Arterien, Kapillaren und Venen und zurück zum Herzen. Das Herz hat beim Menschen und bei höheren Wirbeltieren vier Kammern: den rechten und linken Vorhof (Atrium) sowie die rechte und linke Hauptkammer (Ventrikel). Die rechte Herzhälfte pumpt das aus dem Körper kommende sauerstoffarme Blut in die Lunge, wo es wieder mit Sauerstoff angereichert wird. Von dort aus fließt das Blut in die linke Herzhälfte, die es durch die Arterien in alle Körperteile befördert. Der Kreislauf bildet sich schon in einem frühen Stadium der Embryonalentwicklung. Man schätzt, dass das Blut für seinen Weg durch den Kreislauf etwa 30 Sekunden benötigt
Blut, rote Flüssigkeit, die in den Blutgefäßen (Arterien und Venen) zirkuliert; Hauptfunktion des Blutes ist der Transport lebenswichtiger Stoffe an alle Stellen des Körpers. Über die Lungen gelangt Sauerstoff ins Blut. Mit Sauerstoff beladenes, hellrotes Blut fließt von den Lungen zum Herz. Von dort wird es über die Arterien in alle Regionen des Körpers gepumpt; die Arterien verzweigen sich zu Tausenden kleinster Blutgefäße, den Kapillaren. Hier gibt das Blut den Sauerstoff an die Zellen ab und sammelt sich sauerstoffarm in den Venen. Von dort gelangt das nun dunkelrote Blut wieder zurück zum Herzen und wird erneut in die Lunge gepumpt.
2. WIE ENTSTEHT DER HERZSCHLAG?
Geschwindigkeit und Stärke des Herzschlages werden von Nerven gesteuert, und zwar über eine Reihe von Reflexen, die ihn beschleunigen oder verlangsamen. Der Impuls für das Zusammenziehen ist aber nicht von äußeren Nervenreizen abhängig, sondern er entsteht am Herzmuskel selbst. In der Wand des rechten Vorhofs liegt ein kleiner Bereich aus spezialisiertem Gewebe, der Sinusknoten, der den Herzschlag in Gang setzt. Anschließend breitet sich die Kontraktion über die Wände der Vorhöfe aus. In der Scheidewand zwischen den Vorhöfen regt sie einen zweiten Knoten (den Aschoff-Tawara- oder Atrioventrikularknoten) an; von diesem aus wandert der Reiz über das His-Bündel zu den Muskeln der Hauptkammern, so dass das Herz sich in koordinierter Form kontrahieren und wieder entspannen kann. Jede Phase des Schlagzyklus ist mit der Entstehung eines elektrischen Potentials verbunden, und diese Ströme kann man mit besonderen Geräten in Form eines Elektrokardiogramms aufzeichnen.
3. HERZTÄTIGKEIT
Die Herztätigkeit besteht aus dem Wechsel von Kontraktion (Systole) und Entspannung (Diastole) der muskulösen Wände von Herzkammern und Vorhöfen. In der Entspannungsphase fließt das Blut aus den Venen in die beiden Vorhöfe, die sich dabei immer mehr erweitern. Am Ende dieser Phase sind die Vorhöfe vollständig gedehnt. Die Muskulatur in ihren Wänden zieht sich zusammen, so dass fast ihr gesamter Inhalt durch die Segelklappen in die Hauptkammern gedrückt wird. Dieser Vorgang vollzieht sich recht plötzlich und in beiden Vorhöfen fast gleichzeitig. In umgekehrter Richtung kann das Blut wegen des Druckes in den Venen nicht fließen. Das Blut, das in die Hauptkammern fließt, hat nicht genügend Kraft, um die Taschenklappen zu öffnen, aber es erweitert die Kammern, die zu diesem Zeitpunkt noch entspannt sind. Die Klappen zwischen Vorhöfen und Hauptkammern öffnen sich dem Blutstrom und schließen sich sofort wieder, wenn die Kontraktion der Hauptkammer beginnt.
Unmittelbar auf die Kontraktion der Vorhöfe folgt die Systole der Hauptkammern. Sie ziehen sich langsamer, aber mit viel mehr Kraft zusammen und entleeren ihren Inhalt dabei praktisch vollständig. Die Herzspitze wird mit einer leichten Drehbewegung nach vorn und nach oben geschoben. Diesen Impuls, Herzspitzenstoß genannt, kann man zwischen der fünften und sechsten Rippe spüren. Nach der Systole der Hauptkammern kommt das Herz einen kurzen Augenblick lang völlig zur Ruhe. Den ganzen Ablauf kann man in drei Phasen einteilen: In der ersten ziehen sich die Vorhöfe zusammen, in der zweiten folgt die Kontraktion der Hauptkammern, und in der dritten erholt sich das gesamte Herz. Bei Menschen mit einem normalen Puls von 72 Schlägen in der Minute dauert jeder Schlagzyklus etwa 0,8 Sekunden. Davon entfallen etwa 0,1 Sekunden auf die Systole der Vorhöfe, und die Kontraktion der Hauptkammern nimmt ungefähr 0,3 Sekunden in Anspruch. Das Herz ruht also etwa 0,4 Sekunden lang, d. h. während der Hälfte des Schlagzyklus.
Das Herz sendet bei jedem Schlag zwei Töne aus, auf die eine kurze Pause folgt. Der erste entsteht, wenn die Segelklappen sich schließen und die Systole der Hauptkammern beginnt; er ist dumpf und zieht sich ein wenig in die Länge. Der zweite Ton, der vom plötzlichen Schließen der Taschenklappen erzeugt wird, ist kürzer und viel schärfer angegrenzt. Bei manchen Herzerkrankungen verändern sich die Töne, und viele andere Faktoren, z. B. körperliche Anstrengung, führen auch bei gesunden Menschen zu Veränderungen des Herzschlages. Die Geschwindigkeit des Herzschlages ist bei den einzelnen Tierarten sehr unterschiedlich. Extrem gering ist die Herztätigkeit von Säugetieren im Winterschlaf: Ihr Herz schlägt unter Umständen nur wenige Male in der Minute. Am anderen Ende der Skala stehen die Kolibris, deren Herz in jeder Minute 2 000-mal schlägt.
4. HERZKRANZGEFÄSSE
Über die Herzkranzgefäße (Koronargefäße) wird der Herzmuskel selbst mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt und von Abfällen befreit. Unmittelbar hinter den Taschenklappen zweigen zwei Koronararterien von der Aorta ab. Sie verzweigen sich zu einem komplizierten Kapillarnetz, das den Herzmuskel und die Herzklappen durchzieht. Aus den Herzkranzgefäßen fließt das Blut in mehrere kleine Venen, die ohne den Umweg über eine Hohlvene unmittelbar in den linken Herzvorhof münden.
5. VERZWEIGUNGEN
Aufbau von Blutgefäßen Arterien und Venen, die mittelgroßen und großen Gefäße des Blutkreislaufsystems, lassen sich in drei Schichten unterteilen. Die innere Schicht (Tunica intima) besteht aus einem Endothel mit einer Basalmembran. Bei Arterien ist diese Schicht zur mittleren Schicht, der Tunica media, durch eine Membran aus elastischem Bindegewebe abgegrenzt. Die Tunica media besteht aus Muskelgewebe und bei Arterien aus einer weiteren elastischen Bindegewebsschicht. Die Tunica externa (oder adventitia) ist aus kollagenem Bindegewebe aufgebaut. Der Blutausstoß aus dem Herzen führt zu einer kurzzeitigen Dehnung der Arterienwand, bei der anschließenden Kontraktion der Gefäßwand wird die Blutsäule weitergeschoben. Venen müssen einem geringeren Druck standhalten, ihre Wände sind daher dünner. Taschenklappen sind Ventile, die den Blutfluss nur in Richtung Herz freigeben. Kapillaren, winzige Haargefäße für den Gas- und Stoffaustausch, bestehen im Prinzip nur aus einer Tunica intima.
Die Aorta teilt sich in mehrere Hauptäste, die sich ihrerseits weiter verzweigen, so dass der ganze Körper von einem Netz fein verästelter Blutgefäße durchzogen ist. Die kleinsten Arterien gabeln sich in ein Geflecht noch kleinerer Blutgefäße, die Kapillaren, die äußerst dünne Wände haben: Hier kommt das Blut in engen Kontakt mit den Flüssigkeiten und Geweben im Körper. In den Kapillaren erfüllt das Blut drei Funktionen: Es gibt Sauerstoff an das Gewebe ab, versorgt die Zellen mit Nährstoffen und anderen lebenswichtigen Substanzen und nimmt Abfallstoffe aus dem Gewebe auf. Die Kapillaren vereinigen sich zu kleinen Venen, die ihrerseits immer größere Gefäße bilden. Schließlich sammelt sich das Blut in der oberen und unteren Hohlvene und fließt wieder zum Herzen. Damit ist der Kreislauf vollendet.
Arterien und Venen, die mittelgroßen und großen Gefäße des Blutkreislaufsystems, lassen sich in drei Schichten unterteilen. Die innere Schicht (Tunica intima) besteht aus einem Endothel mit einer Basalmembran. Bei Arterien ist diese Schicht zur mittleren Schicht, der Tunica media, durch eine Membran aus elastischem Bindegewebe abgegrenzt. Die Tunica media besteht aus Muskelgewebe und bei Arterien aus einer weiteren elastischen Bindegewebsschicht. Die Tunica externa (oder adventitia) ist aus kollagenem Bindegewebe aufgebaut. Der Blutausstoß aus dem Herzen führt zu einer kurzzeitigen Dehnung der Arterienwand, bei der anschließenden Kontraktion der Gefäßwand wird die Blutsäule weitergeschoben. Venen müssen einem geringeren Druck standhalten, ihre Wände sind daher dünner. Taschenklappen sind Ventile, die den Blutfluss nur in Richtung Herz freigeben. Kapillaren, winzige Haargefäße für den Gas- und Stoffaustausch, bestehen im Prinzip nur aus einer Tunica intima.
6. DER PULS
Wenn die Herzkammern sich zusammenziehen und das Blut in den Kreislauf drücken, dehnen sich die Wände der Arterien. Während der Diastole nehmen die erweiterten Blutgefäße wieder ihren normalen Durchmesser an; das ist einerseits auf die Elastizität des Bindegewebes und andererseits auf die Kontraktion von Muskeln in den Wänden der Arterien zurückzuführen. Diese Verengung auf den normalen Durchmesser ist von großer Bedeutung für die Aufrechterhaltung der stetigen Blutströmung in den Kapillaren während der Ruhepausen des Herzens. Die Erweiterung und Verengung der Arterien ist überall da zu spüren, wo solche Blutgefäße dicht unter der Haut liegen; diese Impulse erzeugen den Puls.
7. DER PFORTADERKREISLAUF
Ein weiteres Kreislaufsystem wird von einem Teil des Venensystems gebildet, den man als Pfortaderkreislauf bezeichnet. Eine gewisse Menge Blut aus dem Darm sammelt sich in der Pfortader und wird zur Leber geleitet. Dort fließt es in die Sinusoide, kleine Hohlräume, wo es in unmittelbare Berührung mit den Leberzellen kommt. Die Leber sorgt im Blut für wichtige Veränderungen, denn sie verarbeitet die Nährstoffe, die das Blut zuvor über die Kapillaren der Darmwand aus den Verdauungsprodukten aufgenommen hat. Anschließend sammelt sich das Blut wieder in Venen und gelangt über den allgemeinen Körperkreislauf in die rechte Herzhälfte. Auch auf dem Weg durch andere Organe finden im Blut biochemische Veränderungen statt.
8. KAPILLAREN
An Kapillaren, die unmittelbar unter der Körperoberfläche liegen, kann man den Blutfluss im Mikroskop beobachten. Dabei sieht man, wie die roten Blutzellen schnell in der Mitte der Strömung schwimmen, während die weißen Zellen sich langsamer an den Kapillarwänden entlangbewegen. Die Kapillaren bieten dem Blut eine viel größere Kontaktfläche als andere Blutgefäße. Deshalb setzen sie der Blutströmung auch den größten Widerstand entgegen, und das führt dazu, dass sie erheblichen Einfluss auf den Kreislauf haben. Bei steigenden Temperaturen erweitern sich die Kapillaren und tragen so dazu bei, den Körper abzukühlen. Bei Kälte ziehen sie sich dagegen zusammen, so dass mehr Wärme im Körperinneren bleibt.
9. Venen
Vene, bei den Wirbeltieren ein Blutgefäß, in dem sauerstoffarmes Blut von den Kapillaren zurück zum Herzen fließt. Hiervon gibt es drei Ausnahmen: Die Lungenvenen transportieren sauerstoffreiches Blut zum Herzen; die Lebervenen transportieren Blut aus dem Magen-Darm-Raum in die Leber und verzweigen sich dort; die Nabelvenen transportieren Blut vom Fötus zur Plazenta.
Das venöse Blut aus dem Körper fließt durch die obere und untere Vena cava in die rechte Herzkammer. Venen unterscheiden sich in der Anatomie von den Arterien durch ihre dünneren Wände und den Besitz so genannter Venenklappen, taschenartigen Einstülpungen der Innenwände, die eine übermäßige Dehnung der Wände verhindern und den unerwünschten Rückfluss des Blutes mindern.
10. Arterien
Arterie oder Schlagader; Blutgefäß, in dem Blut vom Herz zu den Körpergeweben fließt.
Die Wand einer Arterie besteht aus drei Schichten. Die innere Schicht, Tunica intima, ist aus Endothelzellen und kollagenen Fasern zusammengesetzt. Die mittlere Schicht, Tunica media, wird durch glatte Muskelzellen gebildet. Nach außen schließt sich die Tunica externa (oder Adventitia) an, die aus kollagenen und elastischen Fasern besteht. Arterienwände werden durch Diffusion aus dem transportierten Blut ernährt sowie durch eigene kleine Gefäße, die man Vasa vasorum (Gefäße der Gefäße) nennt.
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