Funktion und Kreislauf des Säugetierherzens: Herzzyklus und Erregungsleitung

Funktionsweise des Säugetierherzens

Das Blut zirkuliert durch die Blutgefäße des Herzens. Dieser Fluss wird durch koordinierte Bewegungen der systolischen (Kontraktion) und diastolischen (Dilatation/Entspannung) Phasen angetrieben. Beide Bewegungen laufen gleichzeitig in den verschiedenen Teilen des Herzens ab.

Der Blutfluss: Kleiner und Großer Kreislauf

Der Blutfluss folgt einem festgelegten Weg:

• Das sauerstoffreiche Blut gelangt von der Lunge in den linken Vorhof, geht in die linke Herzkammer und wird von dort über die Aorta im gesamten Körper verteilt (Großer Kreislauf).
• Das sauerstoffarme Blut kehrt über die obere und untere Hohlvene (Vena Cava superior und inferior) zum Herzen zurück und mündet in den rechten Vorhof.
• Vom rechten Vorhof gelangt es in den rechten Ventrikel und von dort über die Lungenarterie in die Lunge (Kleiner Kreislauf).
• Das nun wieder sauerstoffreiche Blut kehrt über die Lungenvenen zurück und mündet in den linken Vorhof.

Die vier Herzklappen und ihre Funktion

Das Herz besitzt vier Klappen, die sich nur in eine Richtung öffnen lassen und somit die Richtung des Blutflusses bestimmen:

• Mitralklappe: Befindet sich zwischen dem linken Vorhof und dem linken Ventrikel.
• Trikuspidalklappe: Befindet sich zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel.
• Aortenklappe: Befindet sich zwischen dem linken Ventrikel und der Aorta.
• Pulmonalklappe (Lungenarterienklappe): Befindet sich zwischen dem rechten Ventrikel und der Lungenschlagader.

Größe und Wanddicke von Vorhöfen und Kammern

Neben den unterschiedlichen Blutvolumina unterscheiden sich die Vorhöfe und Kammern auch in Größe und Dicke ihrer Wände. Dies liegt daran, dass die Herzkammern (Ventrikel) das Blut in den gesamten Körper pumpen müssen, während die Vorhöfe das Blut lediglich in die Kammern weiterleiten.

Der Herzzyklus: Systole und Diastole

Der Herzzyklus beschreibt die Abfolge der Vorgänge im Herzen, die einen vollständigen Herzschlag (Herzaktion) erzeugen. Jeder Herzschlag besteht aus folgenden Phasen:

1. Vorhof- und Ventrikeldiastole (Entspannungsphase): Die Muskulatur entspannt sich. Die Taschenklappen (Aorten- und Pulmonalklappe) schließen, um den Rückfluss des Blutes aus den Arterien in das Herz zu verhindern.
2. Vorhofsystole und Ventrikeldiastole: Die Muskulatur der Vorhöfe kontrahiert und pumpt das Blut in die Herzkammern, die sich derzeit in der Diastole befinden.
3. Kammersystole (Kontraktionsphase): Die Ventrikel kontrahieren und drücken das Blut durch die Arterien. Die Segelklappen (Mitral- und Trikuspidalklappe) schließen, um den Rückfluss des Blutes in die Vorhöfe zu verhindern.

Ursprung und Weiterleitung des Herzschlags (Erregungsleitung)

Der Herzschlag eines Säugetiers beginnt in einer Gruppe spezialisierter Muskelzellen im rechten Vorhof, dem Sinusknoten oder Schrittmacher. Diese Zellen haben die Fähigkeit, sich rhythmisch und eigenständig zu kontrahieren.

Sobald der Impuls ausgelöst wird, breitet er sich rasch durch die Wände der Vorhöfe aus, wodurch diese kontrahieren. Diese Impulse erreichen den Atrioventrikularknoten (AV-Knoten), eine Gruppe spezialisierter Zellen in der Wand zwischen Vorhof und Ventrikel. Dort wird der Impuls für etwa 0,1 Sekunden verzögert, um den Vorhöfen Zeit zu geben, sich vollständig zu entleeren.

Anschließend wird der Impuls über spezialisierte Muskelfasern, das sogenannte His-Bündel, zu den Wänden des linken und rechten Ventrikels übertragen, die daraufhin gleichzeitig kontrahieren.

Die Herzfrequenz wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, wie zum Beispiel die körperliche Aktivität oder das vegetative Nervensystem.