Humanbio - Herz, Kreislauf, Atmung

Nur die Fragen, die für den Test wichtig sind

Aufgaben des Herzkreislaufsystems (6)

• Versorgung mit Sauerstoff

• Verteilung von Nährstoffen

• Transport von Hormonen und Enzymen

• Thermoregulation

• Abtransport von Stoffwechselprodukten

• Abtransport von Kohlendioxid

Prinzip der Herzkontraktion

Zeitlich verzögerte Kontraktion von Atrien und Ventrikeln

Kontraktion der Arterien

Rechtes Atrium drückt Sauerstoff-armes Blut in den rechten Ventrikel

linkes Atrium drückt Sauerstoff-reiches Blut in den linken Ventrikel

Kontraktion der Ventrikel

rechter Ventrikel drückt Sauerstoff-armes Blut in die Lungen-Arterie

linker Ventrikel drückt Sauerstoff-reiches Blut in die Aorta

Funktion Herzklappen

stellen sicher, dass das Blut nur in der Richtung vom Atrium zum Ventrikel fließen kann

Wie wird der Sinusknoten auch genannt?

Schrittmacher

Sinusknoten - Funktion

• Depolarisation ca. einmal pro Sekunde

• → Kontraktion der Atrienmuskulatur

• Blut wird aus Atrien in die Ventrikel gedrückt

Wo und warum endet die Kontraktion der Atrien?

am Ende der Atrien → schlecht leitendes Bindegewebe

Wohin leitet der Atrioventrikularknoten die aufgenommene Erregung?

Weiterleitung über His-Bündel und Purkinjefasern an die Ventrikelspitze

Kontraktion der Ventrikel - Ablauf

1. Beginnt an der Spitze

2. durch den Druck in den Ventrikeln verschließen sich die Klappen zu den Atrien

3. das Blut wird in die Arterien gepumpt

P-Welle

Erregung der Vorhöfe/ Atriumerregung

QRS-Komplex

Erregungsausbreitung in den Kammern (Ventrikeln)

T-Welle

Repolarisation der Ventrikel

U-Welle

Entstehung umstritten: womöglich → Nachdepolarisation der Herzventrikel + verspätete oder prolongierte Repolarisation / inkonstant auftretend

2 Arten von Herzklappen

Segelklappen und Taschenklappen

2 Segelklappen

Trikuspidalklappe und Mitralklappe

2 Taschenklappen

Pulmonalklappe und Aortenklappe

Trikuspidalklappe - Fließrichtung

vom rechten Atrium in den rechten Ventrikel

Mitralklappe - Fließrichtung

vom linken Atrium in den linken Ventrikel

Pulmonalklappe - Fließrichtung

von dem rechten Ventrikel in die Pulmonalarterie

Aortenklappe - Fließrichtung

von dem linken Ventrikel in die Aorta

Wie viele Segel hat die Trikuspidalklappe?

3 Segel

Wie viele Segel hat die Mitralklappe?

2 Segel

Funktion der Herzmuskulatur - funktionelles Synzytikum

Verbindung einzelner Zellen über Glanzstreifen → enthalten gab junctions (= direkte Verbindung der Cytoplasmen zweier Zellen) zur Signalübertragung und Desmosomen (= scheibenförmige Verbindungen) zur Kraftübertragung

Funktionelles Synzytikum - Aktionspotential und Refraktärzeit

• lange Dauer des Aktionspotentials → 200-400 ms

• lange Refraktärzeit

Aktionsphasen des Herzens

2 Funktionszustände = Systole und Diastole

Systole - Druck

120 mmHg

Diastole - Druck

80 mmHg

Systole - 2 Phasen

I Anspannungsphase → II Austreibungsphase

Diastole - 2 Phasen

→ III Entspannungsphase → IV Füllungsphase

Pumpleistung des Herzens ist abhängig von …

Schlagfrequenz + Schlagvolumen

Einheit Schlagfrequenz

fH [min^-1]

Einheit Schlagvolumen

Vs [ml]

Herzminutenvolumen - Berechnung

Schlagfrequenz x Schlagvolumen

normales HMW in Ruhe beim Menschen

4,5-5 l/min^-1

normales HMW in Aktivitätsphasen beim Menschen

bis 30 l/min^-1

Herzinfarkt - Definition

Durchblutungsstörung des Herzmuskels meist ausgelöst durch eine Engstelle in einer Koronararterie

Wie viele Fälle eines Herzinfarktes gibt es pro Jahr in Deutschland?

280.000 Fälle im Jahr

Herzinfarkt - Symptome

starker Schmerz im Brustbereich → kann in die linke Körperhälfte ausstrahlen

Herzinfarkt - Folgen

Herzrhythmusstörungen + Kammerflimmern

Was tun bei einem Herzinfarkt?

1. 112 wählen

2. bei Herzstillstand → Reanimation (Herzdruckmassage)

3. bei Kammerflimmern → Defibrillator (automatisierter externer Defibrillator)

Herzinfarkt - Risikofaktoren (5)

• Rauchen

• Diabetes

• Bluthochdruck

• hoher Cholesterinspiegel

• Störungen des Fettstoffwechsels

Kleinerer Durchmesser einer Ader führt zu …

… größerer Fließgeschwindigkeit des Blutes

Windkesselfunktion der Arterien

• Elastische Gefäße

  • Dehnen sich während der Ventrikelkontraktion

  • Kontrahieren sich nach Abschluss der Systole und drücken dabei weiter Blut in die Gefäße

• → Dämpfung der Druckspitzen

• → Blutdruck schwankt nur in engen Grenzen

Venen - Durchmesser im Vergleich zu Arterien

doppelt so groß wie bei Arterien

Venen - Aufbau im Vergleich zu Arterien (4)

• Wände dünner + weniger elastisch

• weniger Muskeln

• mehr Bindegewebe

• dehnbar → ziehen sich nach Dehnung weniger stark zusammen → gr0ßes Speichervolumen für Blut

Venen - Was passiert bei Kontraktion umliegender Muskeln?

die Blutrückführung zum Herzen wird verstärkt

Manuelle Druckmessung - Methode

Sphygmomanometer - über Arteria brachialis

Blutdruckmessung nach Riva-Rocci (6)

1. Anlegen der Manschette am Oberarm

2. Erhöhung des Manschettendruck auf Werte oberhalb des systolischen Drucks → Komprimierung der Arteria brachialis mit Unterbrechung des Blutstroms

3. Langsame Öffnung der Manschette

4. Bei Unterschreitung des systolischen Drucks → scharfes Geräusch bei jedem Puls

5. Anschließend werden Geräusche meist lauter

6. Bei Erreichen des diastolischen Drucks → Geräusche werden plötzlich dumpf und leise

Was ist Atmung?

Aufnahme von Sauerstoff

Wofür ist die Aufnahme von Sauerstoff wichtig?

benötigt für Oxidationsprozesse in der Zelle

Was wird mit Atemluft abgegeben und warum?

Kohlendioxid → "Abfallprodukt" der Oxidationsvorgänge in der Zelle

Aerober Abbau von Glucose - Formel

Anaerober Abbau von Glukose zu Lactat - Formel

Zusammensetzung der Luft

• Sauerstoff: 20,95%

• Kohlendioxid: 0,03%

• Stickstoff (und Erdgase): 79,02%

Diffusion

Ausgleich eines Konzentrationsunterschiedes durch die Eigenbewegung der Moleküle

Diffusion - Voraussetzung

Konzentrationsunterschied

Diffusion - Wirksamkeit (Strecke)

Strecken im µm-Bereich

Prinzipien der Atmung (3)

1. Diffusion entlang eines Konzentrationsgefälles

2. Transport der Atemgase locker gebunden an Blutfarbstoffe

3. Atembewegungen zur Entfernung verbrachter Luft

Diffusion entlang eines Konzentrationsgefälles - Abbildung

Menschliche Lunge - Aufbau

• feine Verästelung der Luftröhre

  • Bronchien

  • Bronchiolen

  • Alveolen

• feine Verästelung von Blutgefäßen

• ca. 150 Millionen Alveolen

Menschliche Lunge - Abbildung

Innere Oberfläche der Lunge

70-90 m2

 Lungenoberfläche/ kg Körpergewicht

1-1,3 m2

Blutdruckmessung nach Riva-Rocci - Abbildung

Manuelle Druckmessung - Abbildung

Gefäße - Abbildung

Funktion der Blutgefäße - Abbildung

• Verteilung von Blutdruck, Gesamtquerschnitt und mittlerer Strömungsgeschwindigkeit im kardiovaskulären System

• Querschnitt sämtlicher Adern mit gewisser Entfernung zum Herz

  • Kleinerer Querschnitt -> größere Geschwindigkeit

• Rote Kurve

  • Fließt in Hauptschlagader schnell

  • Fließt in Adern langsamer

• Blaue Kurve

  • Druck

  • Im Herz am höchsten -> zwischen 20 und 120

  • In Adern schwacht er ab

Herz-Kreislauf-System - Abbildung

Menschliches Herz - Abbildung

• Kammer kontrahiert von der Spitze

  • Blut nach oben in Hauptgefäß (Aorta) gedrückt

  • Dabei Verbindung zum Vorhof geschlossen

• Von Hohlvene in rechte Kammer

• Vene -> zum Herzen

• Arterie -> vom Herz weg

• Wichtig wie sich Herz kontrahiert

Erregungsweiterleitung des Herzens - Abbildung

Elektrokardiogramm und Herzfunktion - Abbildung

EKG → Wellen - Abbildung

EGK - Tabelle

Herzklappen - Abbildung

Feinstruktur der Lunge - Abbildung

Ventilation der Lunge

Verbrauchte Luft wird durch Atembewegungen (Ventilation) erneuert

Art der Luftströmung beim Atmen

Bidirektionale Wechselströmung → Restluft verbleibt (Durchströmung der Lunge in beide Richtungen)

Außenluft - Anteil von Sauerstoff und Kohlendioxid

21% Sauerstoff + 0,03% Kohlendioxid

Restluft - Anteil von Sauerstoff und Kohlendioxid

15% Sauerstoff + 5% Kohlendioxid

Einatmen - Merkmale (2)

• aktiv (benötigt Energie)

• Erweiterung des Brustraums

Ausatmen - Merkmale (2)

• passiv

• Verkleinerung des Brustraums durch elastische Kontraktion der Lunge

Atembewegungen durch …

Zwischenrippenmuskulatur und Zwerchfell (Diaphragma)

Ventilation der Lunge - Abbildung

Lungenvolumina- und Kapazitäten

Übertragung der Atemgase aus Luft/ Wasser ins Blut durch …

Diffusion -> wirksam nur bis ca. 2 mm

Größere Tiere → keine Diffusion sondern …

Ferntransportsystem → Blutkreislauf

Wie wird Sauerstoff im Blut gebunden?

Sauerstoff wird an “Blutfarbstoffe“ gebunden → z.B. Hämoglobin (eisenhaltig)

Hämoglobin - Funktion

Hämoglobin bindet Sauerstoff in der Lunge und gibt ihn im Gewebe wieder ab

Physikalische Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser bei 37°C

bei 37°C = 2 mg/l

Transportkapazität des Blutes für Sauerstoff

200 mg/l

Sauerstoffaufnahme und -abgabe des Hämoglobins - Aufnahme in der Lunge - Formel

Sauerstoffaufnahme und -abgabe des Hämoglobins - Aufnahme im Gewebe - Formel

Sauerstoffaufnahme und -abgabe des Hämoglobins - Abbildung

Bohr-Effekt - Abbildung