Herz-Kreislauf-System: Automatismus, Zyklus, Kreislauf & Blut

Kardialer Automatismus

An der Wand des Herzens gibt es bestimmte Zellen, die in der Lage sind, einen automatischen Herzschlag aufrechtzuerhalten, ohne dass Impulse von anderen Teilen des Körpers benötigt werden.

Diese Eigenschaft wird als kardialer Automatismus bezeichnet.

Der Herzzyklus

Der Herzzyklus ist die periodische Abfolge von Kontraktions- (Systole) und Entspannungsphasen (Diastole) des Herzens, durch die Blut aus den Venen gepumpt und in die Arterien geleitet wird.

Ein Herzzyklus läuft nach folgendem Verfahren ab:

• Diastole der Vorhöfe

  Blut fließt aus den Lungenvenen und den Hohlvenen in die Vorhöfe.

• Systole der Vorhöfe

  Die Vorhöfe kontrahieren und pressen das Blut durch die geöffneten Atrioventrikularklappen in die Ventrikel.

• Systole der Ventrikel

  Die mit Blut gefüllten Ventrikel kontrahieren. Die Atrioventrikularklappen schließen sich (erster Herzton), und die Semilunarklappen öffnen sich, wodurch das Blut in die Arterien (Lungenarterie und Aorta) gepumpt wird.

• Diastole der Ventrikel

  Nachdem das Blut aus den Ventrikeln gepumpt wurde, entspannen sich diese, und die Semilunarklappen schließen sich (zweiter Herzton).

Venöser und Hydrostatischer Druck

Der venöse Druck im Ruhezustand ist wie folgt definiert:

Venöser Druck = Hydrostatischer Druck + Dynamischer Druck

Der hydrostatische Druck entspricht dem Gewicht der Blutsäule zu einem bestimmten Zeitpunkt. Dieser kann sehr hoch sein, da der Referenzpunkt ("Null") auf der Höhe des rechten Vorhofs liegt.

Der dynamische Druck entspricht der Energie, die vom linken Ventrikel während der Systole ausgeübt wird.

Der Große und Kleine Kreislauf

Die rechte Herzseite pumpt sauerstoffarmes Blut aus den Geweben zur Lunge, wo es mit Sauerstoff angereichert wird. Die linke Herzseite hingegen empfängt sauerstoffreiches Blut aus der Lunge und pumpt es über die Arterien in alle Körpergewebe. Daher sprechen wir von zwei Arten des Kreislaufs: dem kleinen oder Lungenkreislauf und dem großen oder systemischen Kreislauf.

Der Große oder Systemische Kreislauf

Der Blutfluss beginnt im linken Ventrikel des Herzens mit sauerstoffreichem Blut und erstreckt sich über die Aorta und ihre arteriellen Äste bis zum Kapillarsystem. Dort wird das Blut sauerstoffarm und fließt über die beiden Hohlvenen (obere und untere) in den rechten Vorhof des Herzens zurück.

Der Kleine oder Lungenkreislauf

Im kleinen oder Lungenkreislauf gelangt das sauerstoffarme Blut aus dem Körper über die beiden großen Venen, die obere und untere Hohlvene, in den rechten Vorhof. Wenn der Vorhof kontrahiert, wird das Blut durch die Klappen in den rechten Ventrikel gepresst. Die Kontraktion des Ventrikels pumpt dieses Blut in die Lunge.

Blut

Blut ist ein flüssiges Gewebe, das Zellen und alle notwendigen Elemente transportiert, um die lebenswichtigen Funktionen des Körpers (Atmung, Stoffwechsel, Abwehr von Angriffen) zu erfüllen. Es besitzt eine Vielzahl komplexer und für das Leben sehr wichtiger Eigenschaften.

Die Blutmenge einer Person hängt von Alter, Gewicht, Geschlecht und Größe ab. Ein Erwachsener hat typischerweise zwischen 4,5 und 6 Litern Blut.

Blut besteht aus mehreren Komponenten:

• Rote Blutkörperchen (Erythrozyten)

  Die roten Blutkörperchen oder Erythrozyten sind für den Transport von molekularem Sauerstoff (O2) verantwortlich. Sie sind bikonkav geformt und so klein, dass in jedem Kubikmillimeter Blut vier bis fünf Millionen davon vorkommen, mit einem Durchmesser von etwa sieben Mikrometern. Sie besitzen keinen Zellkern und werden daher als tote Zellen betrachtet.

• Weiße Blutkörperchen (Leukozyten)

  Die weißen Blutkörperchen oder Leukozyten spielen eine herausragende Rolle im Immunsystem, indem sie Reinigungsaufgaben (Phagozyten) und Abwehraufgaben (Lymphozyten) übernehmen. Sie sind größer als die roten Blutkörperchen, aber weniger zahlreich (etwa siebentausend pro Kubikmillimeter Blut). Es sind lebende Zellen, die sich bewegen, aus den Kapillaren austreten und Mikroben sowie abgestorbene Zellen, die im Organismus aufgetreten sind, zerstören. Sie sind auch an der Produktion von Antikörpern beteiligt, die Mikroben neutralisieren, welche Infektionskrankheiten verursachen.

• Blutplasma

  Das Blutplasma ist die flüssige Komponente des Blutes. Es ist salzig, gelblich und enthält die anderen Blutbestandteile. Es transportiert auch Nährstoffe und Abfallprodukte aus den Zellen. Wenn Blut gerinnt, entsteht aus dem Plasma das Blutserum.

• Thrombozyten (Blutplättchen)

  Die Thrombozyten (Blutplättchen) sind Zellfragmente, die bei sehr kleinen Wunden dazu dienen, diese zu verschließen und Blutungen vorzubeugen.

Blutgruppen

Eine Blutgruppe ist eine Klassifizierung des Blutes, die auf dem Vorhandensein oder Fehlen spezifischer Antigene auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen und von Antikörpern im Blutserum basiert.

Die beiden wichtigsten Klassifikationen zur Beschreibung von Blutgruppen beim Menschen sind das ABO-System und der Rhesusfaktor (Rh-Faktor).

Ein Antigen ist ein Molekül (in der Regel Proteine oder Polysaccharide) auf der Zelloberfläche, das die Bildung von Antikörpern auslösen kann.

• ABO-System

  • Menschen mit Blutgruppe A besitzen Typ-A-Antigene auf der Oberfläche ihrer roten Blutkörperchen und Antikörper gegen B-Antigene in ihrem Blutserum.
  • Analog dazu haben Menschen mit Blutgruppe B die entgegengesetzte Kombination: rote Blutkörperchen mit Typ-B-Antigenen auf ihrer Oberfläche und Antikörper gegen A-Antigene im Blut.
  • Personen mit Blutgruppe O exprimieren keines der beiden Antigene (A oder B) auf der Oberfläche ihrer roten Blutkörperchen, können aber Antikörper gegen beide Typen bilden.
  • Menschen mit Blutgruppe AB hingegen exprimieren beide Antigene auf ihrer Oberfläche und bilden keine der beiden Antikörper.

• Rhesusfaktor (Rh-Faktor)

  Ein weiteres wichtiges Merkmal des Blutes ist der Rhesusfaktor oder Rh-Faktor. Rund 85% der Bevölkerung exprimieren den Rh-Faktor auf der Oberfläche ihrer roten Blutkörperchen, während 15% dies nicht tun. Dies wird als Rh-positiv (+) oder Rh-negativ (-) angegeben.

  Der Rh-Faktor wird oft in Verbindung mit dem ABO-System betrachtet. Die Kombination O+ ist die am weitesten verbreitete, obwohl in bestimmten Regionen auch andere Typen wie A oder B bis zu 80% der Bevölkerung ausmachen können.