Herz: Pumpe des Lebens

Wozu braucht der Körper eine Pumpe?

Da die Blutkörperchen, die den Organismus mit Sauerstoff, Nähr- und Schutzstoffen versorgen, sich nicht selbst vorwärtsbewegen können, benötigen sie einen Antrieb. Diese Aufgabe übernimmt das Herz. Diese zentrale Pumpe besteht hauptsächlich aus Herzmuskelgewebe, das sonst nirgendwo im Körper vorkommt. Die gesamte Blutmenge des Körpers durchfließt das Herz, das ein Fassungsvermögen von ca. 240 Milliliter hat.

Wie groß ist das Herz?

Das gesunde Herz (Cor) hat die Größe einer Faust und wiegt etwa 300 Gramm. Es liegt im Brustraum (Thorax) zwischen den beiden Lungenflügeln, von denen es teilweise überlappt wird. Die Wand dieses Hohlorgans besteht aus vier Schichten: aus der das Herz auskleidenden Innenhaut (Endokard), der je nach Lage unterschiedlich dicken Muskelschicht (Myokard), der Außenhaut (Epikard) und dem das ganze Organ umschließenden Herzbeutel (Perikard).

Warum gibt es zwei Herzhälften?

Weil das Herz für zwei unterschiedliche Arbeitsgänge verantwortlich ist: Während die linke Herzhälfte für den Transport des sauerstoffreichen Bluts zuständig ist, befördert die rechte Hälfte das sauerstoffarme Blut.

Am einfachsten kann man sich das Herz als eine doppelt angelegte Muskelpumpe vorstellen. Das Herz wird von der aus Muskeln bestehenden Herzscheidewand (Septum) in die rechte und linke Herzhälfte geteilt. Jede der beiden Herzhälften besteht aus dem oben gelegenen Vorhof und der größeren, unteren Kammer. Die beiden Vorhöfe (Atria) bestehen aus einer dünnen Muskelwand. Sie sammeln das Blut und pumpen es in die darunterliegenden Kammern.

Die beiden Herzkammern (Ventrikel) pumpen das von den Vorhöfen erhaltene Blut wieder aus dem Herzen hinaus. Ihre Wände sind viel dicker als die Vorhofwände, da sie mehr Arbeit leisten müssen. Die linke Herzkammer muss einen besonders hohen Druck erzeugen, um das Blut durch den ganzen Körper pumpen zu können.

Wozu benötigt das Herz Ventile?

Damit das Blut nur in eine Richtung durch das Herz fließt. Diese Aufgabe übernehmen vier Herzklappen. Zwischen Vorhof und Kammer befindet sich je eine Segelklappe (Atrioventrikularklappe). Die Segel dieser Klappen öffnen sich nur in eine Richtung und lassen das Blut in die Kammer fließen. Sie schließen sich danach automatisch und verhindern somit den Rückfluss des Blutes in den Vorhof. Die Segel der Atrioventrikularklappe sind mit feinen Sehnenfäden an den Wänden der Herzkammer befestigt. Sie verhindern, dass die Segel durch den von der Kontraktion verursachten Druck in den Vorhof zurückschlagen. Die linke Klappe, die auch Mitralklappe genannt wird, hat zwei Segel. Die rechte oder Trikuspidalklappe verfügt hingegen über drei dieser Segel. Zwei weitere Klappen, die halbmondförmigen Taschenklappen, schützen den Ausgang der beiden Herzkammern zur Lungenschlagader und Aorta und werden Pulmonalklappe beziehungsweise Aortenklappe genannt.

Wie wird das Herz selbst mit Sauerstoff versorgt?

Durch die Herzkranzgefäße (Koronargefäße). Sie umschließen das Herz im oberen Teil wie ein Kranz. Von hier verzweigen sich die beiden großen Koronararterien über den ganzen Herzmuskel und garantieren die Blutversorgung aller Herzmuskelzellen.

Was geschieht im Herzzyklus?

Jeder Herzschlag besteht aus drei deutlich unterschiedenen Phasen, deren komplexe Abfolge als Herzzyklus bezeichnet wird. Ein Herzzyklus setzt sich aus den drei Elementen Diastole, Vorhofsystole und Kammersystole zusammen, die in kürzesten Abständen aufeinanderfolgen und so das Blut durch das Herz pumpen. In der Diastole wird sauerstoffarmes Blut (blauer Pfeil) aus der Hohlvene in den rechten Herzvorhof angesaugt, gleichzeitig fließt sauerstoffreiches Blut (roter Pfeil) aus den Pulmonalvenen in den linken Herzvorhof. Während der Vorhofsystole wird das Blut aus den Vorhöfen in die Kammern gepumpt. Danach schließen sich die Trikuspidalklappe auf der rechten und die Mitralklappe auf der linken Herzseite und verhindern den Rückfluss des Bluts in die Vorhöfe.

In der nun folgenden Kammersystole wird sauerstoffarmes Blut aus der rechten Kammer in die Lungenarterie und sauerstoffreiches Blut aus der linken Kammer in die Aorta gepumpt. Danach schließen sich rechts die Pulmonalklappe und links die Aortenklappe, so dass das Blut nicht mehr in die Kammern zurückfließen kann.

In der Ruhephase, bei der das Herz etwa 75-mal in der Minute schlägt, dauert jeder Zyklus ungefähr 0,8 Sekunden. Bei körperlich anstrengenden Aktivitäten kann sich die Herzfrequenz verdoppeln – der Herzzyklus wird somit viel kürzer.

Wodurch entstehen die Herztöne?

Sie entstehen durch das Zuschlagen der Herzklappen und sind mit dem Stethoskop wahrnehmbar. Ein erster, längerer und dumpfer Herzton entsteht durch das Schließen der Segelklappen. Ein zweiter, eher heller und kürzerer Ton rührt vom Verschluss der Taschenklappen her. Die Pause in der Geräuschabfolge markiert die Phase der Entspannung.

Wie werden die Herzaktionen gesteuert?

Die Auslösung und Steuerung der Herzaktionen wird vom Herzen selbst geregelt. Ohne diese Taktgebung würden Vorhof und Kammer gleichzeitig kontrahieren und die Pumpwirkung des Herzens wäre weniger wirkungsvoll. Die Kontraktionsabfolge wird von einem kleinen Geflecht hochspezialisierter Herzmuskelzellen in der Wand des rechten Vorhofs geregelt, dem Sinusknoten. Da er elektrische Impulse erzeugt, wird er auch als natürlicher Schrittmacher des Herzens bezeichnet. Dabei steuern sympathische und parasympathische Abschnitte des vegetativen Nervensystems die Herzfrequenz, indem sie den Sinusknoten veranlassen, die elektrischen Impulse in der benötigten Geschwindigkeit zu erzeugen.

Wie wird die Herzfrequenz beeinflusst?

Um den Herzschlag den wechselnden Anforderungen des Körpers anzupassen, ihn also entsprechend zu verlangsamen oder zu beschleunigen, wird das vegetative Nervensystem aktiv. Sowohl parasympathische als auch sympathische Nerven verfügen über Nervenendigungen im Sinusknoten. Der Parasympathikus agiert hier als Steuermann. Die Impulse, die über die Nervenbahnen geleitet werden, verlangsamen das Herz durch Erniedrigung der Frequenz, mit der der Sinusknoten seine Impulse aussendet. Ohne den dämpfenden Effekt des Parasympathikus würde das Herz etwa 100-mal in der Minute schlagen. Der Sympathikus kommt in Phasen körperlicher Anstrengung oder bei Stress zum Zug. Er verursacht eine Erhöhung der Herzfrequenz und der Herzleistung, um so dem erhöhten Sauerstoffbedarf des Körpers gerecht zu werden.

Was ist der Blutdruck?

Bei jeder Kontraktion der Herzkammer wird Blut aus dem Herzen ausgeworfen. Dadurch entsteht ein hoher Druck auf die Arterienwände, der als Blutdruck bezeichnet wird. Auf dem Weg des Bluts durch den Körper lässt der Druck langsam nach, so dass in den Venen ein viel geringerer Blutdruck herrscht als in den Arterien. Dieser Druckunterschied macht es möglich, dass das Blut nur in eine Richtung fließt, und zwar vom Herzen in den Körper und von dort wieder zurück zum Herzen.

Der Blutdruck verändert sich mit jedem Herzschlag. Er steigt mit der Kammerkontraktion, bei der sich die elastischen Arterienwände als Reaktion auf die durchfließende Blutwelle dehnen und anschließend wieder erschlaffen. Der Blutdruck fällt wieder mit der Erregungsrückbildung in den Kammern, die sich auf die neue Kontraktion vorbereiten.

Außer diesen dauernden Blutdruckschwankungen im Rhythmus von Sekundenbruchteilen kommt es auch über längere Zeiträume zu Blutdruckveränderungen. Der Blutdruck steigt z. B. bei körperlichen Anstrengungen, die zu einer Beschleunigung des Herzschlags und einer größeren Pumpleistung des Herzens führen. Geregelt wird der Blutdruck durch das Nerven- und Hormonsystem.