Wie fließt das blut durch das herz

Das Herz pumpt ununterbrochen Blut durch unseren Kreislauf. Möglich macht dies der Aufbau aus Muskelgewebe und Herzklappen. So funktioniert das Herz.

Das Herz transportiert ununterbrochen Blut in unseren Kreislauf und versorgt Organe und Gewebe mit lebensnotwendigem Sauerstoff und Nährstoffen. In jeder Minute wird so einmal die gesamte Blutmenge – beim Erwachsenen fünf bis sechs Liter – durch den Körper befördert. Doch wie schafft das Herz jeden Tag diese Schwerstarbeit und wie funktioniert diese menschliche Pumpe?

Herz-Kreislauf-System: So fließt das Blut

Das Herz ist das Zentrum des Blutkreislaufs. Über ein ausgefeiltes Gefäßsystem werden alle Organe mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt. Dazu pumpt das Herz sauerstoffreiches Blut über die Hauptschlagader (Aorta) in die Arterien, diese verästeln sich bis in die kleinsten Haargefäße (Kapillaren). So stellt das Herz sicher, dass sämtliche Zellen des Körpers erreicht und mit lebensnotwendigen Stoffen versorgt werden. Im Anschluss fließt das sauerstoffarme Blut aus dem Gewebe durch die Venen zum Herz zurück. Im Herzen angekommen wird das Blut in den Lungenkreis gepumpt und wieder mit Sauerstoff angereichert. Der Herz-Kreislauf beginnt von neuem. Das Herz beschränkt sich dabei auf zwei wichtige Aufgaben: Die linke Herzhälfte transportiert das sauerstoffreiche Blut in den großen Blutkreislauf, die rechte Herzhälfte pumpt das sauerstoffarme Blut in den Lungenkreislauf.

Funktion der Herzklappen

Die Herzklappen erfüllen beim Herzkreislauf eine wichtige Funktion: Wie Ventile sorgen sie dafür, dass das Blut nur in eine Richtung fließen kann. Dabei folgen die Herzklappen einer einfachen Mechanik: Treibende Kraft ist die Druckdifferenz zwischen den Vorhöfen, Herzkammern und großen Gefäßen. Wenn die rechte und linke Herzkammer mit Blut gefüllt sind, schließen sich die zwei Klappen am Eingang der Herzkammer zusammen und verhindern den Rückfluss in den Vorhof. Der Druck in den Herzkammern steigt und die Klappen zur Lungen- und Hauptschlagader öffnen sich. Das Blut kann in Lungen- und Körperkreislauf abfließen. Ist die jeweilige Kammer weitgehend leer, erschlafft die Kammermuskulatur. Die Klappe zwischen Herzkammer und Kreislauf fällt zu und ein Rückstrom des Blutes wird verhindert. Der Füllvorgang beginnt von vorne.

Das passiert bei einem Herzschlag

Bei einem gesunden Erwachsenen schlägt das Herz in Ruhe zwischen 60 und 80 Mal pro Minute. In jeder Minute wird dabei die gesamte Blutmenge durch den Körper gepumpt. Dabei unterteilt sich der Herzschlag in zwei unterschiedliche Phasen: Die Systole (Kontraktionsphase) und die Diastole (Ruhephase).

Während der Systole zieht sich der Herzmuskel zusammen und pumpt dabei das Blut in den Kreislauf. Organe und Körpergewebe werden mit sauerstoffreichem Blut versorgt.

In der Diastole erschlafft der Herzmuskel und nimmt dabei das sauerstoffarme Blut auf.

Damit das Herz zuverlässig und gleichmäßig schlagen kann, wird es von einem natürlichen Schrittmacher gesteuert, dem Sinusknoten. Dieser liegt im rechten Vorhof an der Einmündung der oberen Hohlvene und besteht aus einem Geflecht von Zellen, die regelmäßig elektrische Impulse abgeben. Die Impulse breiten sich zunächst über die Vorhöfe aus und sorgen dafür, dass diese sich zusammenziehen. Im Anschluss gelangen die Impulse zum sogenannten AV-Knoten und von dort zu den beiden Herzkammern. Ein komplexes System an Leitungsbahnen leitet die Reize in die verschiedenen Bereiche des Herzens, sodass sich die Muskelstränge in der richtigen Abfolge zusammenziehen. Der normale Herzrhythmus, der vom Sinusknoten gesteuert wird, heißt Sinusrhythmus. Die elektrischen Impulse des Herzens lassen sich mit einem Elektrokardiogramm (EKG) messen.

Der Blutkreislauf ist ein Netzwerk von Blutgefäßen. Durch die Blutgefäße pumpt das Herz stetig und regelmäßig Blut. Über dieses Versorgungs- und Entsorgungsnetzwerk gelangt das Blut in jeden Bereich des Körpers und wieder zurück: in Organe wie Herz, Lunge, Leber, Magen, Darm, Gehirn, Niere oder Milz, in Haut und Muskeln und andere Gewebe. Blut besteht aus einem flüssigen Anteil, dem Blutserum, und festen Bestandteilen, den Blutzellen. Bestimmte Blutzellen, die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) enthalten den Blutfarbstoff Hämoglobin. Hämoglobin bindet Sauerstoff. Mit Hilfe von Hämoglobin transportieren die roten Blutkörperchen den Sauerstoff zu den Körperzellen und geben ihn dort ab. Die Zellen brauchen den Sauerstoff (O2) für ihren Stoffwechsel. Als „Abfallprodukt" entsteht dabei Kohlendioxid (CO2). Dieses wird in den roten Blutkörperchen zurück zur Lunge transportiert und dort über die Ausatemluft abgegeben. Die Blutkörperchen werden dort mit frischem Sauerstoff „beladen" und der Kreislauf beginnt von vorne.

"Motor" des Blutkreislaufes ist das Herz. Es sorgt mit seiner Pumpleistung dafür, dass alle Organe, Gewebe und jede noch so kleinste Zelle unseres Körpers ständig ausreichend mit Sauerstoff, Nährstoffen, Vitaminen, Mineralien, Botenstoffen und anderen wichtigen Substanzen versorgt sind. Es schlägt stetig und ohne Pause – jeden Tag etwa 100.000-mal. Pro Tag pumpt der Herzmuskel dabei bis zu 10.000 Liter Blut durch die Blutgefäße.

Welches Organ oder Gewebe wie viel Blut bekommt, ist im Körper genau geregelt. Das Gehirn wird am besten mit Blut durchströmt: Etwa 13% der Blutmenge, die das Herz in einer Minute in den Körper pumpt (= Herzminutenvolumen), gelangen in das Gehirn. In manchen Situationen - zum Beispiel beim Lesen, Schreiben oder Rechnen, wird das Gehirn stärker durchblutet als z.B. im Schlaf. Denn auf einen Sauerstoffmangel reagiert das Gehirn besonders empfindlich: Nervenzellen im Gehirn sterben ohne Sauerstoff schnell ab und können nicht durch neue Zellen ersetzt werden. Insgesamt jedoch wird die Durchblutung des Gehirns verhältnismäßig konstant gehalten.

Verschiedene Organe erhalten unterschiedlich viel Blut

Auch die Herzkranzgefäße (Koronarien) werden immer möglichst gleichmäßig durchblutet - mit etwa 4% des Herzzeitvolumens (HZV). Denn die Herzkranzgefäße sind wichtig, damit das Herz selbst mit Sauerstoff versorgt wird. Die Nieren werden mit etwa 20 bis 25% des Herzzeitvolumens durchblutet. Im Vergleich zu ihrem Gewicht (nur 0,5% des Körpergewichtes) erhalten die Nieren ziemlich viel Blut. Sie müssen mit so viel Blut durchströmt werden, da sie das Blut von schädlichen Substanzen reinigen und über den Harn ausscheiden.

Die anderen Organe bekommen mal mehr, mal weniger Blut, je nachdem, wie „aktiv" sie gerade sind. Nach dem Essen erhält zum Beispiel der Magen-Darm-Trakt ziemlich viel Blut, etwa 24% des HZV. Treibt der Mensch Sport oder leistet körperliche Arbeit, wird seine Skelettmuskulatur stärker durchblutet als in Ruhe. Das Herz pumpt dann mehr Blut pro Minute in den Körper, etwa 3 Viertel davon gelangen bei körperlicher Anstrengung in die Skelettmuskulatur.

Synkopen: Ohnmacht durch Kreislaufkollaps

Bei diesen Prozentangaben ist klar, dass Magen-Darm-Trakt und Skelettmuskulatur natürlich nicht gleichzeitig maximal mit Blut durchströmt werden können. Deshalb sollte man nach dem Essen 1-2 Stunden warten, bis man Sport treibt. Bei körperlicher Anstrengung wird die Haut ebenfalls stark durchblutet. Dadurch gibt der Körper Wärme ab.

In Notsituationen kann der Körper die Durchblutung der Organe drosseln, die in dem Fall „nicht so wichtig" sind: Magen-Darm-Trakt, Nieren, Skelettmuskulatur und Haut werden nicht mehr so stark durchblutet. Menschen im oder kurz vor einem Schock sehen deshalb blass aus. Wenn das Gehirn nicht mehr ausreichend durchblutet wird, fallen die Betroffenen in Ohnmacht – man nennt dies eine „Synkope".

Die Gesamtheit der Blutgefäße des Körpers sind ein geschlossenes System, in dem das Blut zirkuliert. Dieser Kreislauf des Blutes wird durch die Tätigkeit des Herzens aufrechterhalten. Aufgabe des Blutkreislaufs ist es unter anderem, alle Organe und Gewebe kontinuierlich mit Sauerstoff zu versorgen und die Abbauprodukte des Stoffwechsels abzutransportieren.

Wie funktioniert das Herz?

Vier Hohlräume, geformt von starkem Muskelgewebe, bilden das Herz. Eine Scheidewand teilt das Organ in eine rechte und eine linke Hälfte. Jede Herzhälfte ist wiederum in den sogenannten Vorhof und die Kammer unterteilt.

Das "verbrauchte" Blut aus der oberen Körperhälfte wird in Venen zum Herzen zurückgeführt, die letztlich alle in die obere Hohlvene (Vena cava superior) münden. Das "verbrauchte" Blut aus den unteren Körperpartien sammelt sich in der unteren Hohlvene (Vena cava inferior). Beide Venen münden in den Vorhof der rechten Herzhälfte. Vom Vorhof fließt das Blut durch eine Klappe (Trikuspidalklappe), die wie ein Ventil funktioniert, in die rechte Herzkammer (Ventrikel). Von dort wird das Blut in die Lungenschlagader (Pulmonalarterie) gepumpt.

In der Lunge findet der Gasaustausch statt: Das "verbrauchte" Blut gibt den

größten Teil des mitgeführten Kohlendioxids ab und nimmt stattdessen Sauerstoff auf. Dieses "frische", sauerstoffreiche Blut fließt über die Lungenvene in den Vorhof der linken Herzhälfte. Dann passiert das Blut wieder eine Ventilklappe (Mitralklappe) und gelangt in die linke Herzkammer. Diese pumpt es in die Hauptschlagader (Aorta). Die Hauptschlagader verzweigt sich mehrfach. Ihre einzelnen Äste teilen sich immer stärker auf, bis ihre letzten Verästelungen die Zellen der Gewebe erreichen. Die Gesamtheit dieser weitreichenden Verzweigungen ist das arterielle Gefäßsystem, das den gesamten Körper mit sauerstoffreichem Blut versorgt. Der relativ kurze Weg des Blutes durch Venen und Arterien vom Herzen in die Lunge und zurück wird als "kleiner Kreislauf" oder "Lungenkreislauf" bezeichnet. Der lange Weg vom Herzen durch den restlichen Körper und wieder zurück ist der "große Kreislauf" oder "Körperkreislauf".

Wie wird das Herz mit Blut versorgt?

Das Herz selbst wird über ein eigenes Blutgefäßsystem versorgt, die Herzkranzgefäße. Kurz hinter der Stelle, wo die Hauptschlagader aus dem Herzen austritt, zweigen das rechte und das linke Herzkranzgefäß (die beiden Koronararterien) ab. Wie alle Gefäße fächern auch diese sich in viele immer kleiner werdende Gefäße auf, die jeden Winkel des Herzmuskels erreichen. Auf diese Weise versorgen sie den Herzmuskel mit sauerstoffreichem Blut. Allerdings sind die Aufgaben zwischen den beiden Herzkranzgefäßen nicht gleichmäßig verteilt. Der größte Anteil der Herzversorgung lastet auf den linken Herzkranzgefäß. Das "verbrauchte" Blut fließt über die Herzvenen in eine große Sammelvene. Von dort gelangt es in den rechten Vorhof.

Wie wird der Herzschlag gesteuert?

Der Herzschlag zeigt an, dass das Herz pumpt. Das bedeutet, dass sich seine Muskelfasern kontrolliert zusammenziehen und wieder entspannen. Diese Arbeit des Herzens wird von elektrischen Impulsen gesteuert. Impulsgeber, also der körpereigene Herzschrittmacher, ist der Sinusknoten, ein Gewebebezirk in der Wand des rechten Vorhofs. Der geringe elektrische Strom, den er aussendet, wird auf einem festgelegten Reizleitungssystem über weitere Knoten und Fasern an die Herzmuskulatur weitergeleitet. Wie häufig der Schrittmacher seine Impulse aussendet, wird vom Nervensystem gesteuert.

Was macht den Blutdruck aus?

Die Arbeit des Herzens - erkennbar am Herzschlag - gliedert sich in zwei Abschnitte: die Systole und die Diastole. Während der Systole herrscht in den Arterien ein relativ hoher Druck, während der Diastole ist er deutlich geringer. Die beiden Phasen entstehen dadurch, dass sich in der Systole die Herzkammern zusammenziehen und das Blut herauspumpen, während sich die Herzkammern in der Diastole entspannen und sich mit Blut füllen. Gesunde Erwachsene haben in Ruhe einen Blutdruck um etwa 120/80 mmHg. Dabei gibt die erste Zahl den Druck an, der in der Systole in den Arterien herrscht, die zweite Zahl bezeichnet den Druck während der Diastole.

Wie funktioniert der Kreislauf?

Der Kreislauf ist in zwei große Systeme unterteilt. Der arterielle Blutkreislauf umfasst die Arterien - das sind die Blutgefäße, die im großen Kreislauf vom Herzen wegführen und sauerstoffreiches Blut in die Gewebe tragen. Zum venösen Kreislauf gehören die Venen - Blutgefäße, die im großen Kreislauf mit Kohlendioxid angereichertes Blut zum Herzen zurückführen. In beiden Systemen verzweigen sich die großen Gefäße immer weiter bis sie schließlich als haarfeine Gefäße an die Zellen der einzelnen Gewebe heranreichen. Durch ihre Wand hindurch können dann Sauerstoff und Nährstoffe vom Blut in die Körpergewebe übertreten. Auf demselben Weg gelangen die Abbauprodukte aus den Geweben ins Blut. Arterien müssen so beschaffen sein, dass sie dem hohen Druck standhalten, mit dem das Herz bei jedem Schlag das Blut durch sie hindurchtreibt. Dazu haben sie eine relativ starke, aber elastische Wand, die von Muskelfasern durchzogen ist. Diese Muskelfasern bestimmen, ob die Arterien weitgestellt sind oder verengt. Venen sind viel weniger elastisch als die Arterien und ihre Wände sind dünner. In ihnen befinden sich keine Muskelfasern. Daher kann das Blut in den Venen auch nicht aktiv transportiert werden. Vielmehr wird es passiv zum Herzen hin gepresst. Der dafür notwendige Druck stammt von den Muskeln aus den umliegenden Geweben. Wenn sie sich zusammenziehen, üben sie dabei auf die Venen, die durch die Gewebe hindurchziehen, Druck aus. Einige Venen haben Ventilklappen. Durch sie kann das Blut wohl nach oben zum Herzen hin gedrückt werden, doch es kann nicht wieder zurückfließen. Sind diese Venenklappen allerdings undicht, kann sich Blut in den Venen stauen. Diese überdehnten Venen können dann als Krampfadern (Varizen) sichtbar werden. Wenn in der Arztpraxis "der Blutdruck" bestimmt wird, ist immer der Druck im arteriellen Gefäßsystem gemeint. Der in den Venen wird nur in speziellen Situationen gemessen. In den großen Arm- und Beinvenen liegt er etwa bei 10-12 mmHg. Der Druck in den Venen, die in der Nähe des Herzens verlaufen, beträgt beim liegenden Menschen etwa 4 mmHg. Das entspricht dem Druck, der im rechten Vorhof herrscht. Dieser Druck hängt von der Menge des Blutes ab, die im Körper kursiert, von der Spannung der Venen, von der Leistung der rechten Herzhälfte und davon, ob der Mensch steht oder liegt.

Was verändert sich mit den Jahren?

Seine jahrelange Tätigkeit sieht man dem Herzen an: Es ist etwas größer als in jungen Jahren. Vor allem die linke Herzkammer, die eine besonders anstrengende Arbeit verrichtet, weil sie das Blut für den großen Körperkreislauf in die Hauptschlagader pumpen muss, vergrößert sich. Aber auch die anderen Wände verdicken sich. Der Grund ist, dass sich das Herz durch eine Vermehrung seiner Muskelzellen bemüht, seinen Anforderungen gerecht zu werden. Trotzdem kann ein bejahrtes Herz nicht mehr so viel Blut aus dem Herzen pumpen wie ein junges.

Das Herz muss unter anderem auch deshalb schwerer arbeiten als früher, weil die Arterien im gesamten Körper an Elastizität verloren haben und nicht mehr so wie früher dem Pumprhythmus des Herzens folgen können. Diese Veränderungen betreffen auch die Arterien, die das Herz selbst versorgen.