Anatomie & Physiologie: Das menschliche Herz (Cor)

October 3, 2018

Lage und Bau des Herzens

 

Das Herz (Cor) liegt im Mediastinum, dem Mittelfellraum, retrosternal zu 2/3 in der linken und zu 1/3 in der rechten Thoraxhälfte vor Ösophagus und Trachea. Es liegt dem Diaphragma (Zwerchfell) auf und es hat die Form eines Kegels mit stumpfer, abwärts gerichteter Spitze. Die Größe des Herzens entspricht in etwa der Größe der Faust und an seiner Basis trägt es die 8 großen ein- und ausmündenden Blutgefäßstämme.

 

 

 

Das Herz ist das zentrale Organ unseres Organismus und des Blutkreislaufs. Das muskuläre Hohlorgan funktioniert als Druck- und Saugpumpe und befördert pro Minute etwa 5 bis 6 Liter Blut. Das Herz ist Bestandteil des kardiovaskulären Systems.

 

Anatomisch besteht das Herz aus 2 Vorhöfen (Atrien) und 2 Kammern (Ventrikel), den sogenannten Herzhöhlen. Sie sind durch Herzklappen voneinander getrennt und in den Körper- bzw. Lungenkreislauf integriert. Ähnlich wie die Lunge, wird das Herz von einem bindegewebsartigen Sack, dem Perikard (Herzbeutel) umgeben. Auch der Herzbeutel besteht wie die Pleura aus 2 Blättern, dem innen gelegenen Epikard und dem im engeren Sinne außen gelegenen Perikard. Zwischen diesen Blättern findet man eine seröse Flüssigkeit. Das innere des Perikards verwächst fest mit der Herzwand (Myokard) und bildet die glatte Herzaußenwand, das Epikard.

 

Das äußere Blatt bildet den eigentlichen Herzbeutel, es besteht aus derbem Bindegewebe und die Außenfläche ist fest mit der Pleura verwachsen. Durch diese Verwachsung wird beim Atmen durch die Lunge Zug auf das Herz ausgeübt. Der Herzbeutel und dessen seröses Sekret schützen den Herzmuskel vor Reibung mit dem umgebenden Gewebe bei der Herzaktion, somit ist der Herzbeutel als Gleitlager des Herzens zu betrachten.

 

Das Herz ist ein Hohlorgan (Hohlmuskel) und bei einem erwachsenen Menschen wiegt es in etwa 300 Gramm. Der Länge nach werden Vorhöfe und Kammern durch das sogenannte Septum getrennt, der Herzscheidewand. Die Vorhöfe agieren weniger als aktive Pumpen, sondern eher als Speicher für das Blut. Die linke Kammer muss einen 5fach höheren Druck erzeugen als die rechte Kammer und dies erklärt auch die unterschiedliche Wandstärke des Herzens.

 

Der Zeitabschnitt der Kontraktion des Herzens wird Systole und die anschließende Phase der Erschlaffung und Füllung als Diastole bezeichnet. Das Herz nimmt zwischen der quergestreiften und der glatten Muskulatur eine Sonderstellung ein. Seine Pumpwirkung auf den Kreislauf beruht auf seiner rhythmischen Kontraktion (Systole) und Erschlaffung (Diastole). Wie die Fasern der Skelettmuskulatur und der glatten Muskulatur besitzt auch der Herzmuskel die Eigenschaft der Erregbarkeit.

 

Das Blut kann in den Herzräumen lediglich in eine Richtung fließen, da sich zwischen Vorhöfen, Kammern und anschließenden Gefäßen Herzklappen befinden, die wie Rückschlagventile arbeiten.

 

Alle vier Klappen des Herzens befinden sich in etwa auf einer Ebene, der sogenannten Ventilebene.

 

Die Innenfläche des Herzens ist einschließlich der Herzklappen und Sehnenfäden vom Endokard (Herzinnenhaut) überzogen. Die Auskleidung des Herzinneren ist spiegelglatt und entspricht der Innenauskleidung der Blutgefäße. Sie besteht aus einer Endothelschicht, der eine lockere Schicht Bindegebe aufliegt. Die eingelagerten glatten Muskelfasern und elastische Fasern passen die Herzinnenhaut der wechselnden Herzform an.

 

Das Herz besteht somit aus insgesamt 3 Schichten:

 

1.      Endokard = Herzinnenhaut

2.      Myokard = Muskelwand

3.      Epikard = Herzaußenhaut

 

Das Epikard ist das innere Blatt des Perikards (Herzbeutel).

 

Foramen ovale

 

In der Vorhofscheidewand befindet sich ein ovaler, gut abgegrenzter und besonders dünner Bezirk, die Fossa ovalis. In der Fossa ovalis trat vor der Geburt das Blut durch das ovale Loch (Foramen ovale) direkt vom rechten in den linken Vorhof über. Mit dem ersten Atemzug schließt sich unter physiologischen Bedingungen diese Öffnung. Bleibt sie dagegen offen, so besteht ein sogenannter Vorhofseptumdefekt, ein angeborener Herzfehler.

 

Rechter Vorhof und rechte Herzkammer

 

Die beiden großen Körpervenen, die obere und untere Hohlvene (Vena cava superior und inferior), münden beide von unten und von ober in den rechten Vorhof (Atrium dextrum). In der oberen Hohlvene, der Vena cava superior, strömt das kohlendioxidreiche und sauerstoffarme Blut aus der oberen Körperregion (Kopf, Hals, Arme, Brustwand) ein, in der unteren Hohlvene (Vena cava inferior) das aus der unteren Region kommende Blut (Rumpf, Bauchorgane und Beine) zum rechten Herzen. Außerdem fließt über die Kranzbucht, den Sinus coronarius, das aus den Koronargefäßen kommende, verbrauchte Blut des Herzmuskels direkt in den rechten Vorhof.

 

Die Hohlvenen gehen unmittelbar in die Vorhöfe über. Die rechte Herzkammer hat etwa die Form einer abgeflachten dreieckigen Pyramide. Ihre Muskulatur ist kräftiger als im Vorhof. Zwischen dem rechten Vorhof und der rechten Kammer liegt als Ventilabschluß die Dreizipfelklappe (Trikuspidalklappe), die Valva trikuspidalis, die aus drei segelförmigen, gefäßlosen Bindegewebsplatten besteht. Papillarmuskeln verhindern, daß die Segel in die Vorhöfe zurückschlagen. Neben der Trikuspidalklappe geht weiter vorn an der Herzbasis der gemeinsame Anfangsteil der Lungenschlagadern, der Truncus pulmonalis, aus der rechten Herzkammer hervor, der sich dann unverzüglich in die rechte und linke Lungenarterie (Arteria pulmonalis dextra und sinister) teilt, die am Lungenhilus in die beiden Lungenflügel eintreten.

 

 

Am Übergang der rechten Kammer zur Hauptlungenschlagader (Truncus pulmonalis) ist in diese runde Öffnung der rechten Herzkammer die Pulmonalklappe (Valva pulmonalis/Valva trunci pulmonalis), eine Taschenklappe, als Verschlußventil eingelassen. Die Pulmonalklappe besteht aus drei halbmondförmigen Taschen, weshalb sie auch als Semilunarklappe bezeichnet wird. Sie füllen sich mit Blut, sobald der Blutdruck in dem Truncus pulmonalis höher als im rechten Ventrikel ist; dadurch verhindern sie während der Diastole der rechten Kammer den Rückstrom des Blutes aus dem Truncus pulmonalis. Ihre freien Ränder legen sich dabei fest aneinander und verschließen so die Lungenschlagader gegen die rechte Herzkammer.

 

Linker Vorhof und linke Herzkammer

 

In den linken Vorhof (Atrium sinistrum) münden beidseits fast horizontal je zwei Lungenvenen (Venae pulmonales). Da sie genau senkrecht zu den von oben und unten in den rechten Vorhof eintretenden Hohlvenen stehen, spricht man auch vom Venenkreuz. Die linke Herzkammer (Ventrikulus sinister) besitzt die kräftigste Muskulatur der Herzhöhlen, da sie das Blut durch den großen Kreislauf mit seinem höheren Widerstand pumpen muß. Zwischen linken Vorhof und der linken Kammer findet sich die Mitralklappe (Valva mitralis) oder auch Zweizipfelklappe (Valva bicuspidalis) genannt. Von der linken Herzkammer geht die große Körperschlagader, die Aorta, ab.

 

In sie wird das Blut für den großen Blutkreislauf aus dem linken Herzen gepumpt. Ihre Öffnung, die an der Herzbasis vorn neben der Mitralklappe sitzt, wird ebenfalls durch eine Taschenklappe, die Aortenklappe (Valva aortae), verschlossen. In Bau und Funktion entspricht sie der Taschenklappe der Lungenschlagader in der rechten Kammer. Die vier Herzklappen liegen also in einer Ebene an der Herzbasis, die Ventilebene genannt wird. Sie ist deutlich zu erkennen, wenn man die Vorhöfe von den Kammern trennt und von oben auf die Herzbasis sieht:

 

Herztätigkeit

 

Die Aufgabe des Herzens ist es, das aus den Körper- und Lungenvenen kommende Blut in die Arterien des kleinen und großen Kreislaufs zu pumpen. Diese Aufgabe erfüllt das Herz durch den rhythmischen Wechsel von Kontraktion und Dilatation (Erschlaffung) seiner Ventrikel, denen immer entsprechende Spannungsänderungen der Vorhofmuskulatur vorausgehen. Die Kontraktionsphase nennt man Systole, die Erschlaffungs- und Füllungsphase Diastole.

 

In der Systole wird das Blut aus dem Herzen gepumpt, wobei sich die Herzfasern jedoch nicht alle gleichzeitig, sondern nach einem bestimmten Raumzeitplan in den verschiedenen Bezirken nacheinander zusammenziehen. Während der Diastole erweitern sich die Hohlräume des Herzens um neues Blut aufzunehmen. Durch die Ventilwirkung der vier Herzklappen (2 Segelklappen, 2 Taschenklappen) kann der Blutstrom nur in eine Richtung durch das Herz fließen.

 

Die rechte und die linke Herzhälfte arbeiten immer gleichzeitig, das bedeutet, dass Systole und Diastole im rechten und im linken Herzen immer gleichzeitg beginnen und enden. Dabei lassen sich verschiedene Phasen der Herzaktionen abgrenzen. Während der Systole der Herzkammern fließt das Blut aus den oberen und unteren Hohlvene in den rechten Vorhof, aus den Lungenvenen in den linken Vorhof (Lungendiastole). Dann werden die Segelklappen geöffnet und dadurch  strömt das Blut während der Kammerdiastole in die Kerzkammern. Gegen Ende der Diastole zieht sich dann die Vorhofmuskulatur zusammen (Vorhofsystole) und fördert so die Entleerung der Vorhöfe. Während das Blut durch eine Klappenöffnung fließt, legen sich die Klappen nicht an die Herzwände an, sondern sie befinden sich in einer mittleren Öffnungsstellung. Dies hat den Vorteil, daß eine kurzzeitige Druckänderung die Klappen schnell schließt. Die Vorhofsystole beginnt nur Bruchteile von Sekunden vor der Kammersystole.

 

 

Mit Beginn der Kammersystole schließen sich automatisch die Segelklappen zwischen den Vorhöfen und Kammern (Atrioventikularklappen = Mitralis links und Trikuspidalis rechts). Ein Zurückschlagen der Segel während der Systole wird durch die Verbindung zwischen Papillarmuskel mit den Sehnenfäden verhindert. Das Öffnen und Schließen der Klappen wird alleine durch die Druckverhältnisse in den angrenzenden Räumen des Vorhofs und des Ventrikels bestimmt. Damit erfolgt das Klappenspiel passiv in Abhängigkeit des Druckes im Herzen.

Die Kontraktion der Kammermuskulatur erhöht den Kammerblutdruck solange, bis er über dem Blutdruck in den abgehenden Schlagadern (Lungenschlagader und Aorta) liegt und so die Taschenklappen öffnet. Damit beginnt die Austreibung des Blutes aus den Herzkammern in die großen Schlagadern. Die Systole endet mit Entleerung der Kammern, die allerdings nicht ganz vollständig ist. Es bleibt immer eine Restblutmenge zurück.

 

Der Systole folgt dann die nächste Diastole. Sie beginnt mit der Herzpause, einer Phase, in der für kurze Zeit noch alle Herzabschnitte (Vorhöfe und Kammern) erschlafft sind, in der aber bereits wieder Blut aus den Vorhöfen in die Kammern fließt. Die Herzpause liegt in der Zeit zwischen dem Ende der Kamersystole und dem Beginn der Vorhofsystole. Sie dauert in Abhängigkeit von der Zahl der Herzschläge (Herzfrequenz) 0,25-0,3 Sekunden.

 

In seinem zeitlichen Ablauf lässt sich ein Herzschlag in drei Phasen unterteilen:

 

1.      Entleerung der Kammern (Kammersystole)

2.      Herzpause (Diastole von Vorhöfen und Kammern)

3.      Vorhofsystole bei noch bestehender Kammerdiastole

 

Auf die Tätigkeit der Kammermuskulatur allein bezogen kann man vier Phasen unterscheiden:

 

In der Systole:

1.      Anspannungszeit

2.      Austreibungszeit

 

In der Diastole:

3.      Entspannungszeit

4.      Füllungszeit

 

Die innere Spannung des Herzmuskels bezeichnet man als Muskeltonus. Der Muskeltonus bestimmt dabei wieviel Blut während der Diastole in das Herz nachströmt. So arbeitet das Herz gleichzeitig als Saug- und Druckpumpe. Die Segel- und Taschenklappen legen die Fließrichtung des Blutes fest, dies geschieht in einer  v-förmigen Schleife.

 

Das Herz arbeitet automatisch und die Schlagfolge kann durch das vegetative Nervensystem nur beschleunigt (Sympathikus) und gebremst (Parasympathikus) werden.

Die rhythmischen Kontraktionen des Herzens werden von Erregungen ausgelöst, die in besonderen Muskelzellen entstehen und von dort aus weiter geleitet werden.

 

 

Merke: Das Herz besitzt 2 Segelklappen, die Mitralklappe/Bikuspidalklappe und die                          Trikuspidalklappe. Die Segelklappen findet man zwischen den Atrien und                                 Ventrikeln. Die Mitralklappe besteht aus zwei Zipfeln, die Trikuspidalklappe                               hingegen aus 3 Zipfeln. Die Taschenklappen hingegen finden sich an der                                   Auswurfbahne der großen herznahen Arterien, also die Aortenklappe und die                             Pulmonalklappe zu beginn des Truncus pulmonalis.

 

Erregungsbildungs- und Erregungsleitungssystem

 

Das Erregungsleitungssystem des Herzens leitet die elektrischen Impulse weiter, die die Herztätigkeit regulieren. Dabei wird der Grundrhythmus durch das Erregungsbildungsystem erzeugt. Beide Systeme bestehen nicht aus Nervenzellen, sondern aus spezialisierten Herzmuskelzellen. Der primäre Impulsgeber (Schrittmacher) des Herzens ist der Sinusknoten.

Aufgrund der Lage des Sinusknoten geht der elektrische Impuls somit von der Wand des rechten Vorhofs aus. Pro Minute gehen vom Sinusknoten 60 bis 80 Erregungen aus.

 

Der sekundäre Schrittmacher ist der sogenannte Atrioventrikularknoten, kurz AV-Knoten. Im Falle eines Ausfalls des Sinus-Knotens, kann der AV-Knoten die Impulsgebung als sekundärer Schrittmacher übernehmen. Der AV-Knoten kann allerdings nur 40 bis 50 Erregungsimpulse erzeugen. Bei einem sogenannten AV-Block, bei dem die Überleitung durch den AV-Knoten teilweise oder ganz gestört ist, fungiert der AV-Knoten als Schrittmacher des Herzens.

 

Erregungsleitungsystem

 

Die Erregungen werden vom His-Purkinje-System weitergeleitet. Die Impulse gelangen zunächst vom AV-Knoten zum His-Bündel, benannt nach Wilhelm His. Auch das His-Bündel hat eine Erregungsbildung und  20 bis 30 Impulse pro Minute initialsieren. Somit hätte das His-Bündel die Funktion eines tertiären Schrittmachers (Bachup-Funktion). Der gemeinsame Stamm des His-Bündels teilt sich nun in drei Äste auf: in einen rechten und zwei linke Tawara-Schenkel, benannt nach Sunao Tawara. Ist die Erregung in einem der drei Schenkel gestört oder unterbrochen, so spricht man vom sogenannten Schenkel-Block. Dabei unterscheidet man Rechts- oder Linksschenkelblock. An der Herzspitze teilen sich die Tawara-Schenkel nun in die Purkinje-Fasern.

Diesen bilden den Kontakt zu den Herzmuskelfasern. Erwähnenswert sind die reichen Glykogenvorkommen in den Zellen der Purkinje-Fasern.

 

 

Wissenswertes über das Herz

 

In Tierversuchen hat man eindeutig nachweisen können, das die Aktivität des Herzens durch die Temperatur beeinflußt werden kann. Es entspricht der Beobachtung beim Menschen, daß die Erhöhung der Bluttemperatur durch Fieber den Herzschlag beschleunigt – sein Abkühlung hingegen vführt zu einer Verlangsamung der Herzaktion. Dies bedeutet im Umkehrschluß, dass bei Erwärmung die chemischen Prozesse beschleunigt ablaufen. Auch der Elektrolytgehalt des Blutes beeinflusst in einem erheblichen Maße die Erregungsprozesse des Herzens. So führt eine sehr starke Kalium-, Kalzium- oder Magnesiumkonzentration im Blut zu einem Herzstillstand.

 

Innervation des Herzens

 

Das Erregungsbildungssystem unterliegt dem Einfluß der Innervation des Herzens. Koordinator dieser Prozesse ist das übergeordnete Kreislaufzentrum im menschlichen Gehirn. Dadurch ist es möglich, die herzfrequenz zu beeinflussen, wobei das Herz durch zwei entgegengesetzte Nerven versorgt wird. Sie gehören zum autonomen und somit vegetativen Nervensystem, dies bedeutet, dass die Prozesse willentlich nicht direkt allenfalls nur indirekt beeinflusst werden können. Das vegetative Nervensystem wird in einen sympathischen und parasympathischen Anteil unterteilt.

 

Beide Herznerven, der zum Sympathikus gehörende beschleunigende Nerv N. accelerans und der zum Herzen ziehende Ast des zum Parasympathikus gehörende N. vagus (X. Hirnnerv) wirken ständig auf das Herz ein. Wie der Name schon verrät, beschleunigt der Nervus accelerans die Herzfrequenz, fördert die Kraft der Hermuskelkontraktion, verkürzt die Überleitungszeit der Erregung vom Vorhof zur Kammer und steigert gleichzeitg die Erregbarkeit des Herzens.

 

Der Nervus vagus hingegen, bildet den Antagonisten des Nervus accelerans und bewirkt genau das Gegenteil. Diese Dauerwirkung der Herznerven werden besonders deutlich, wenn man den Nervus vagus durchtrennen würde. Die Herzfrequenz würde zunehmen. Durch eine extreme Reizung des Nervus vagus hingegen kann das Herz zur Bradykardie bis hin zum absoluten Herzstillstand gebracht werden.

 

Aber es verlaufen auch noch andere schmerzleitende Nervenfasern in der Herzwand, so werden bei bestimmten Erkrankungen wie beispielsweise einer Angina pectoris, äußerst starke Schmerzempfindungen vermittelt.

 

Die Blut- und Lymphgefäße des Herzens

 

Das das menschliche Herz rund um die Uhr und ohne Unterlass arbeiten muss, ist eine besonders gute Blutversorgung notwendig, um all diese Prozesse aufrecht zu erhalten. Der Herzmuskel verfügt daher über ein weitverzweigtes System eigener Blutgefäße, deren Hauptstämme sich wie eine Krone/Kranz um die Herzbasis legen und von dort aus im ganzen Herzen verästeln. Daher der Name Arteriae coronariae (Herzkranzarterien). Die beiden Kranzarterien verlassen die Aorta als erste Äste unmittelbar hinter den Taschenklappen. Die Venen des Herzens verlaufen gemeinsam mit den Arterien und vereinigen sich schließlich zu einer Hauptvene an der Herzkranzbucht, die in den rechten Vorhor mündet.

 

Das Herz besitzt außer diesen Gefäßen noch ein weiteres Lymphgefäßsystem. Die Netze dieses Systems verlaufen unter der Herzinnenhaut, dem Endokard, im Myokard (im Herzmuskel) und unter der Herzaußenhaut (Epikard). Die Lymphe des Herzens fließt auf besonderen Lymphbahnen zu den Lymphknoten der Lungenwurzel.

 

Apparative Diagnostik

–    EKG

–    Echokardiografie

–    Kardio-CT

–    Kardio-MRT

–    Herzkatheteruntersuchung

 

Relevante Erkrankungen

–    KHK Koronare Herzkrankheit

–    Angina pectoris

–    Herzinfarkt/Myokardinfarkt/akutes Koronarsyndrom

–    Myokardiopathie

–    Herzinsuffizienz

 

Quellen:

I care Pflege, Thieme ISBN 9783131656513

Pflege heute, Nicole Menche ISBN 9783437267734

Rationelle Diagnostik in der inneren Medizin. 2.Aufl. (Losse) (1976) ISBN: 9783134969023

Anatomie und Physiologie WEISSE REIHE, Elsevier GmbH ISBN: 9783437286421

 

 

 

 

 

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