Nachfolgend finden Sie als Leseprobe des Buches das 2. Kapitel des Buches. Es beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Arbeitsweise des Kreislaufes. In weiteren Kapiteln, die Sie im padBook lesen können finden Sie Informationen über
Lesen Sie hier Kapitel 2, wobei ich an dieser Stelle nochmal darauf hinweisen möchte, daß Sie alle Informationen über den Aufbau und die Funktion des Herzens auch als eBook für Ihr iPad kaufen können (1,99€ pro Band).
Kleiner Hinweis: Die Darstellung mit Text, Bildern und Filmen ist im eBook wesentlich besser als hier in der Leseprobe!
Um das Herz und den Kreislauf zu verstehen müssen Sie zunächst etwas über die Grundfunktionen eines Körpers wissen:
Jeder Körpers eines Lebewesens besteht aus unzähligen Zellen, die äußerlich in einer speziellen Form arrangiert wurden. Bei einem Menschen wurden sie in die äußere Form eines Menschen und bei einem Hund in die Form eines Hundes gegossen.
Bei diesen Zellen, aus denen ein Lebewesen besteht handelt es sich nun nicht nur um dieselben Zellen, sondern um verschiedenartige, die unterschiedliche Aufgaben zu erfüllen haben. Einige Zellen sollen beispielsweise die Arme bewegen (das sind Muskelzellen), andere sollen den Körper stützen (das sind die Knochen), wiederum andere sollen Hormone produzieren, elektrische Impulse leiten oder nachdenken und dann gibt es auch noch solche Zellen, die den ganzen Körper des Lebewesens nach außen umschließen und abdichten sollen (das sind die Hautzellen). Es gibt also eine Vielzahl verschiedener Zellen, die die verschiedensten Aufgaben haben. Und um diese Aufgaben wahrnehmen zu können benötigen sie Rohstoffe und Energie. Das Ganze funktioniert so ähnlich wie eine Fabrik: Sie benötigt den Rohstoff „Plastik“, um daraus mit Hilfe von Energie (Strom) die Maschinen zu betreiben, mit deren Hilfe aus dem Plastikklumpen ein Telephon oder eine Kaffeemaschine entsteht.
Der Rohstoff für die Aufgaben der Zellen sind Zucker, Eiweiß und Fett; die Energie wird in Gestalt von Sauerstoff geliefert. Wie das im Einzelnen funktioniert lesen Sie im folgenden Kapitel über den Stoffwechsel. An dieser Stelle müssen Sie zunächst einmal erfahren, wie denn Zucker, Eiweiß, Fett und Sauerstoff überhaupt zu den Zellen gelangen und wie die Zellen mit den Abfallprodukten ihres Stoffwechsels umgehen.
Die Rohstoffe nimmt man als Mensch auf 2 Wegen zu sich:
Zucker, Eiweiß und Fett werden gegessen, d.h. sie gelangen über den Magen und den Darm in den Körper, Sauerstoff wird mit der Lunge eingeatmet. Vom Darm und der Lunge aus müssen diese Substanzen nun zu den einzelnen Zellen transportiert werden und hier kommt nun der „Blutkreislauf“ ins Spiel.
Jedes Organ und innerhalb jeden Organs jede Zelle ist nämlich an Blutgefässe angeschlossen. Diese Blutgefäße nehmen die Substanzen im Darm bzw. in der Lunge auf und transportieren sie zu den Zellen. Diese Blutgefäße, die zu den Organen hinführen nennt man Schlagadern oder Arterien. Sie sind vergleichbar mit dem Straßennetz einer Stadt: Am Großmarkt kommen die Nahrungsmittel an, über die Straßen werden sie in die einzelnen Geschäfte gebracht.
Auch für den Abtransport der Abfallprodukte des Stoffwechsels der Zellen gibt es Blutgefäße, die man „Venen“ nennt. Und so ist jede Zelle nicht nur an ein zuführendes Blutgefäß (Arterie), sondern gleichzeitig auch an ein abführendes Gefäß (Vene) angeschlossen.
Beide Gefäßarten sind nun in einer bestimmten Weise miteinander verbunden, sodaß das Blut immer im Kreis fließt. Und das Herz ist der Motor dieses Kreislaufes. Aber alles der Reihe nach.
Nehmen wir einmal den Sauerstoff. Theoretisch funktioniert der Kreislauf nach dem Prinzip einer Heizung, Sie sehen dies schematisch in Abb. links abgebildet:
Das kalte Wasser wird im Heizkessel aufgewärmt und fließt von hier aus, durch die Pumpe angetrieben zu den einzelnen Heizkörpern (rote Leitungen). Hier gibt das Wasser seine Wärme an den Raum ab, wobei es sich wieder abkühlt. Das kalte Wasser fließt nun durch andere Leitungen (blau) wieder zum Heizkessel zurück, wo es wieder erwärmt wird und der Kreislauf erneut beginnt.
Der Kreislauf des Menschen funktioniert ähnlich, nur das es hier nicht nur 1 einzigen, sondern 2 Kreisläufe gibt, die hintereinander geschaltet sind (Abbildung links):
In den Lungen wird der Sauerstoff mit jedem Atemzug ins Blut aufgenommen. Von der Lunge aus fließt das sauerstoffreiche Blut zunächst zum Herzen. Von hier aus wird es in die Schlagadern gepumpt, die dieses Blut zu den einzelnen Organen pumpt (Film).
Die Zellen der Organe entnehmen den Sauerstoff aus dem Blut und verarbeiten ihn in ihrem Stoffwechsel. Die Abfallprodukte des Stoffwechsels (unter anderem Kohlendioxyd (CO2)) werden wieder ins Blut abgegeben und fließen von hier aus durch die Venen wieder zurück zum Herzen.
Hier gelangen das sauerstoffarme Blut in einen anderen Teil des Herzens, der es wieder zurück in die Lungen pumpt. Und hier in den Lungen wird das Abfallprodukt CO2 in die Lungenbläschen abgegeben, wobei im Austausch dafür frischer Sauerstoff aufgenommen wird. Das frische Blut fließt wieder zurückzum Herzen und der Kreislauf beginnt von vorn.
Sehen Sie in dem Film links das Schema des gesamten Kreislaufs.
Im Grunde genommen besteht das Herz also aus 2 Pumpen, die 2 Kreisläufe zu bedienen haben (Film). Den Kreislauf, der die einzelnen Organe mit Blut versorgt nennt man den „großen“ oder den „Körper-“ Kreislauf, der andere Kreislauf, der das Blut durch die Lungen strömen läßt nennt man den „kleinen“ oder „Lungen-“ Kreislauf.
Derjenige Teil des Herzens, der dem großen Kreislauf antreibt liegt auf der linken Seite des Herzens, daher nennt man diesen Teil des Herzens das „linke Herz“. Es besteht aus einer Vor- und einer Hauptkammer, aber hierüber lesen Sie im Kapitel „Anatomie“ mehr. Der andere Teil des Herzens, der den Lungenkreislauf antreibt befindet sich in der rechten Seite des Herzens, weshalb man diesen Teil auch das rechte Herz. Folglich gibt es eine linke Vor- und eine linke Hauptkammer, sowie eine rechte Vor- und eine rechte Hauptkammer, aber mehr dazu im Kapitel über die Anatomie.
Betrachten wir also nun zunächst die Schlagadern und beginnen wir im linken „großen“ Kreislauf.
Direkt hinter der Ausgangsklappe des linken Ventrikels beginnt die Hauptschlagader des Körpers, die Aorta. Sie ist zu Beginn 25 - 35 mm dick und verläuft zunächst in Richtung auf den Ansatz des Halses und dann im Bogen abwärts bis etwa in Höhe des Bauchnabels, wo sie sich in die rechte und linke Beckenschlagader aufteilt.
Der Aufbau der Aortenwand entspricht prinzipiell dem Aufbau jeder anderen Arterie des Körpers auch. Man unterscheidet 3 Schichten (Abb. links):
Intima: Die ist die innerste Schicht des Blutgefäßes, sozusagen seine Auskleidung. Sie besteht aus 1 einzigen Zellschicht, einer feinen elastischen Membran („Elastica interna“) und ein wenig Bindegewebe. So dünn diese Schicht auch ist: Sie ist extrem wichtig, denn sie produziert bestimmte Hormone, die für die Regelung des Gefäßdurchmesser verantwortlich sind, sie hat eine wichtige Aufgabe bei der Blutgerinnung, denn sie soll verhindern, daß an dieser Wand Blutgerinnsel entstehen und sie soll das Gefäß gegen seine Umgebung abdichten.
Media: Sie ist die dickste Schicht einer Schlagader und besteht eigentlich mehr oder weniger nur aus Muskelzellen. Diese Muskelzellen heißen „glatte Muskelzellen“ im Gegensatz zum „quergestreiften Muskel“, aus dem die Muskulatur des Skeletts (also z.B. Arm- oder Beinmuskeln) besteht (der Unterschied zeigt sich im Mikroskop (Abb. links "A" = quergestreifter, "B" = glatter Muskel); gemeinsam ist beiden Muskelarten, daß sie sich zusammenziehen können, wenn sie dies müssen). Welche Funktion diese Muskeln in der Wand einer Schlagader haben lesen Sie etwas später.
Adventitia: Hierbei handelt es sich im Bindegewebe, dessen Aufgabe es ist, das Gefäß in seiner Umgebung zu verankern.
In der Abbildung rechts sehen Sie das typische mikroskopische Bild der Wand der Aorta:
Wenn Sie einmal genau hinsehen werden Sie eine Vielzahl feiner blauer geschlängelter Linien erkennen. Dies sind elastische Fasern, die in der Media des Gefäßes eingebaut sind und zwischen denen die vorhin erwähnten glatten Muskelfasern eingelagert sind. Die Vielzahl der elastischen Fasern verleiht der Aorta und den nachfolgenden großen Schlagadern auch den Begriff „elastische Arterie“; je dünner die Arterien werden desto geringer ist ihr Anteil an solchen elastischen Fasern. Und weil die Media solcher Gefäße dadurch überwiegend aus glatter Muskulatur besteht nennt man diese Arterien „muskuläre Arterien“. Wozu die Muskeln in der Gefäßwand da sind erfahren Sie später.
Die elastischen Fasern in der Wand der Aorta sind natürlich nicht dazu da, um das Gefäß unter dem Mikroskop schön aussehen zu lassen, sondern sie haben einen anderen Zweck: Sie machen das Gefäß dehnbar. Diese Dehnbarkeit ist für die Funktion des Kreislaufes von großer Wichtigkeit, denn sie wird für die „Windkesselfunktion“ der Gefäße benutzt:
„Windkessel“ nannte man in alten Druckluftanlagen Behälter, die dazu dienten, Druckschwankungen und Druckstöße auszugleichen:
Ein solcher stoßweiser (oder pulsativer) Fluß ist aus technischen Gründen oftmals nicht erwünscht. Dies war der Moment, als geniale Techniker etwa 1655 den Windkessel erfanden, um Wasser zum Löschen von Bränden gleichmäßig aus den Feuerwehrschläuchen spritzen zu können.
Seitdem wird das Windkessel-Verfahren immer dann benötigt, wenn Flüssigkeit oder ein Gas pulsativ in ein Leitungssystem gepumpt wurde. Dann fließt das Gas oder die Flüssigkeit nämlich nur dann, wenn die Pumpe etwas auspumpt. In der Zwischenzeit, wenn die Pumpe sich wieder füllte, fließt nichts. Ein Windkessel ist technisch gesehen eigentlich nichts anderes als ein leerer Behälter, in den das Gas oder die Flüssigkeit „nebenbei“ einströmt bzw. einfließt, wenn die Pumpe etwas auspumpte. Fließt nichts durch das Leitungssystem (weil sich die Pumpe gerade wieder füllte) entleert sich der Inhalt dieses Behälters in die eigentliche Leitung, was dazu führt, daß das Gas bzw. die Flüssigkeit auch während der Füllphasen der Pumpe strömt. Dieser Strom erfolgte zwar nicht mit demselben Druck und derselben Geschwindigkeit wie während der Pumpphase, aber es strömte dennoch (Film links).
So ähnlich funktioniert das mit der Aorta und den elastischen Gefäßen auch. Nur daß hier kein zusätzliches „Speichergefäß“ wie bei einem technischen Windkessel, sondern die Elastizität der Gefäßwände benutzt wird (Film links).
Das Prinzip ist dabei dasjenige bei einem Luftballon: Bläst man den Luftballon auf dann dehnen sich seine Gummiwände aus und setzen den Balloninhalt damit unter Druck. Läßt man die Öffnung des Ballons nun los dann saust er durch die Luft, wobei er durch die kräftig ausströmende Luft angetrieben wird.
Man erkennt hier, daß das Blut mit jedem Herzschlag schnell in die Aorta einströmt (hohe Wellen in Abb. links), daß es aber auch in der darauf folgenden Füllungsphase der Herzkammer immer weiter fließt, wenn auch mit immer geringerer Geschwindigkeit.
Die Aorta ist, wie schon gesagt, die Hauptschlagader des Körpers, die vom Herzen bis ins Becken reicht (siehe auch obige Abb.). Hier teilt sie sich in die Beckenarterie auf, wobei sie aber auch auf dem Weg ins Becken zahlreiche andere Gefäße abgibt, die die einzelnen Organe mit Blut versorgen. In der Reihenfolge der Gefäße kommen nun also die Arterien (= Schlagadern).
Man benennt die Schlagadern entweder nach dem Organ, das sie versorgen (z.B. Nierenarterie, Milzarterie, ) oder nach der Körperregion, durch den die Arterie führt (z.B. Becken-, Hals-, Oberarmarterie). Natürlich bezeichnen die Ärzte diese Schlagadern nicht in deutscher Sprache (das wäre viel zu einfach), sondern sie benutzen lateinische Namen, z.B. Arteria iliaca (= Beckenarterie) oder Arteria renalis (= Nierenarterie) und manchmal geben sie auch bestimmten Stellen des Gefäßsystems, das besonders markant ist spezielle Namen, die man aber unmöglich ins Deutsche übersetzen kann (z.B. Truncus brachiocephalicus (sprich: Truncus brachiocephalicus) oder Truncus coeliacus (sprich: Truncus coeliacus). Kümmern Sie sich an dieser Stelle nicht um die Bezeichnung der einzelnen Arterie, dies wird bei Bedarf in anderen Kapiteln besprochen und erklärt; merken Sie sich an dieser Stelle nur, daß die Aorta Gefäße abgibt, die man Arterien nennt.Der mikroskopische Aufbau solcher Arterien entspricht im Prinzip dem der Aorta, nur daß in diesen Gefäßwänden nicht mehr so viele elastischen Fasern vorhanden sind wie in der Aorta, sondern daß hier die glatte Gefäßmuskulatur in der Media überwiegt. Daher spricht man in diesem Fall auch von Arterien des muskulären Typs (Abb. links).
Diese dicke Muskelschicht ermöglicht es der Arterie, ihren Durchmesser zu verändern. Diese Durchmesserveränderung wird benötigt, um die Durchblutung zu steuern:
Benötigt ein Organ viel Blut dann muß es auch stark durchblutet werden: Die zuführenden Blutgefäße werden also weit gestellt sein, damit mehr Blut hindurchfließen kann. Benötigt das Organ weniger Blut dann wird sich das Gefäß verengen, um so den Blutfluß zu drosseln. Sie kennen dieses Phänomen von Ihrer Haut im Sommer und im Winter:
Im Sommer muß die Haut kräftig durchblutet sein, damit sie überschüssige wärme an die Umgebung abgeben kann, um eine „Überhitzung“ des Körpers zu verhindern. Im Sommer sind also die Schlagadern, die Blut in die Haut führen weit gestellt: Die Haut ist warm und rosig. Im Winter hingegen verengen sich die Hautarterien, um die Durchblutung der Haut zu vermindern, damit der Körper keine unnötige Wärme verliert. Die Haut ist kühl und bläulich verfärbt.
Die Steuerung der Durchblutung können die meisten Menschen nicht selber beeinflussen; es soll nur indische Spezial-Gurus geben, die hierzu in der Lage sind. Diese Vorgänge laufen vielmehr automatisch ab, weshalb man dieses Verfahren auch „Auto-Regularisation der Durchblutung“ nennt. Sie hat, wie Sie sich denken können, für die Funktion des Körpers und seiner Organe eine große Bedeutung. Man kann aus dieser Auto-Regularisation 2 Dinge lernen (wenn ich mir diese Anmerkungen einmal erlauben darf):
Die meisten Dinge in einem Körper laufen vollautomatisch ab und man muß sich nicht darum kümmern. Probleme bekommt man erst dann, wenn man anfängt, normale Vorgänge als Problem zu begreifen und über sie nachzudenken.
Der Körper funktioniert nach dem Prinzip des ökonomischen Kapitalismus: Wenn etwas nicht benötigt wird dann wird es auch nicht geliefert. Sind die Muskeln in Ruhe (weil man beispielsweise schläft) dann müssen sie auch nicht übermäßig durchblutet werden; unternimmt man aber beispielsweise einen Dauerlauf dann benötigen sie viel Blut und müssen daher maximal durchblutet werden.
Im Kapitel über die Arbeitsweise des Kreislaufes werden Sie noch etwas mehr über solche Vorgänge lesen.
Die Arterien sind also die dicken Schlagadern, die von der Aorta abzweigen, um Blut in die verschiedenen Gegenden des Körpers und die unterschiedlichen Organe zu leiten. Auch die Arterien teilen sich wieder in dünnere Schlagadern auf, die man Arteriolen nennt.
Die Arteriolen sind prinzipiell ebenso wie die Arterien aufgebaut, d.h. auch diese Gefäße haben der Intima und der Adventitia eine dicke muskuläre Media, die es ihnen ermöglicht, sich im Bedarfsfall und im Rahmen der Auto-Regularisation vollständig zu verschließen (Arterien können sich zwar verengen und erweitern, jedoch nicht verschließen; dies können nur die Arteriolen). Eine Arteriole hat einen Innendurchmesser von etwa 0.02 mm.
Die Arteriolen leiten das Blut nun als nächstes in die Kapillaren.
Die Aufgabe der Kapillaren ist es, jede Zelle des Körpers mit Blut zu versorgen. Daher verzweigen sich die Arteriolen so intensiv in das Kapillarsystem, daß letztlich jede Zelle an eine Kapillare angrenzt (Abb. rechts).
Der Sinn dieser nur sehr dünnen Wand ist, daß die im Blut gelösten und transportierten Substanzen (z.B. Zucker, Eiweiß, Fett) direkt aus dem Blut in die angrenzenden Zellen übertreten können. (Lesen Sie etwas mehr hierüber im Kapitel über den Stoffwechsel.)
Folgt man dem Blutstrom dann gelangt das Blut aus den Kapillaren in die Venolen. Dies sind die kleinsten Abflußgefäße der Kapillaren, die einen Durchmesser von etwa 0.001 - 0.003 mm haben.
Sind die Venen eng gestellt können Sie nur wenig Blut aufnehmen, das Blut fließt zudem schnell durch das Gefäß. Sind die Venen hingegen erweitert fließt das Blut langsam und es wird eine größere Blutmenge in den Venen gespeichert. Sie können dieses Verfahren mit einem Vorflutgelände bei Flüssen vergleichen, die Hochwasser führen können:
Vor allem linksrheinisch befinden sich Wiesen und (bedauerlicherweise) auch eine Schrebergartenkolonie, die als Vorflutgelände fungiert (hellblaue Fläche). D.h.: Wenn der Wasserspiegel werden diese Flächen überschwemmt und gehören damit zum Flußbett. Auf diese Weise kann der Fluß mehr Wasser aufnehmen und die armen Holländer, die stromabwärts wohnen bekommen nicht so viel Wasser ab. (Achtung: Wenn Sie ein Grundstück in Düsseldorfer Rheinnähe kaufen möchten: Die Abbildung ist meine eigene Interpretation des Vorflutgeländes und kein offizieller, von der Stadtverwaltung ausgewiesenes Dokument! Wenn Sie also ein Grundstück auf der Basis dieses Bildes kaufen möchten kann es sein, daß Sie beim nächsten Weihnachtshochwasser untergehen. Ich habe Sie gewarnt!)
So ähnlich funktioniert das auch mit den Venolen des Kreislaufes: Wenn viel Blut im Kreislauf sein muß (z.B. weil man gerade körperlich schwer arbeitet) sind die venösen Gefäße eng gestellt, wird nicht so viel Blut benötigt sind sie weit gestellt.
Die Venolen vereinigen sich zu Venen. Sie haben denselben Aufbau wie alle anderen Gefäße auch, nur daß auch die Venen ebenso wie die Venolen eine sehr viel dünnere Muskelwand (Media) als die Arterien haben.
Ebenso wie die Arterien haben auch die dickeren Venen spezielle Namen, die sich entweder aus dem Organ ableiten, aus dem sie das Blut heraus leiten (z.B. Nierenvene) oder die ihren Namen von der Körperregion erhalten, durch die sie führen (z.B. Vena iliaca (= Beckenvene).
Die Hohlvenen sind die großen Venen des Körpers, in die alle Venen der einzelnen Organe und Körperregionen münden und die das Blut zum Herzen zurückführen und die hier in den rechten Vorhof münden.
Vom rechten Vorhof aus gelangt das Blut durch die Tricuspidalklappe in die rechte Hauptkammer (= rechter Ventrikel) und von hier aus durch die Pulmonalklappe in die Lungenschlagader. Über die Anatomie des Herzens mit seinen Vor- und Hauptkammern, sowie den insgesamt 4 Herzklappen lesen Sie später in diesem Buch mehr.
Sehen Sie in der linken Abbildung noch einmal ein Schema des gesamten Kreislaufes.
Nachdem sie nun wissen, wie der Kreislauf aufgebaut ist lesen Sie in den anderen Bänden etwas über den Stoffwechsel des Herzens (Band 1), die Anatomie des Herzens (Band 3) und die Regularisation des Kreislaufes, damit er auf die verschiedenen Situationen des Lebens antworten kann (Band 4).
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