Anatomie und Physiologie des Herzens

Berner Fachhochschule – Anatomie und Physiologie des Herzens

Übersicht der Inhalte

  • Anatomie des Herzens

  • Blutversorgung des Herzens – Koronarkreislauf

  • Herzzyklus

  • Erregungsbildung und –leitung

  • Regulation der Herzleistung

Literaturverzeichnis

  • Menche, N., Munk, K., Renz-Polster, H., Raichle, G., & Guzek, B. (2023). Biologie, Anatomie, Physiologie: kompaktes Lehrbuch für Pflegeberufe (10. Auflage). Elsevier. Kapitel 14

  • Visible Body, Anatomy and Physiology (Version 6.2.00). Kreislaufsystem, Kapitel 27, 29-30

Lernziele

  • Die Studierenden:

    • kennen den genauen anatomischen Bau des Herzens

    • benennen die physiologischen Eigenschaften des Herzens

    • erklären die Funktion des Herzens und deren Vernetzung mit den Kreislaufsystemen

    • beschreiben den Herzzyklus in seinen einzelnen Phasen

    • benennen die einzelnen Anteile des Erregungsbildungs- und Leitungssystems und verstehen deren Bedeutung für die Herzfunktion

    • verstehen, was ein Elektrokardiogramm ist und kennen die einzelnen Abschnitte eines physiologischen EKGs

    • erläutern die möglichen Einflussfaktoren auf die Herzleistung

    • erklären die verschiedenen Regulationsmechanismen auf die Herzleistung

Anatomie des Herzens

Lage und Größe

  • Herzlage: Mediastinum (Raum zwischen den Lungen)

  • Größe: Ein gesundes Herz ist so groß wie eine geschlossene Faust

  • Gewicht: ca. 300 g; Herzgröße bei Frauen kleiner als bei Männern

Aufgaben

  • Das Herz (Cor) treibt als Hohlmuskel alle Transportvorgänge in den Blutgefäßen an → zentrale Pumpe

  • Versorgt den Körper mit Sauerstoff und Nährstoffen

  • Transportiert Stoffwechselendprodukte (CO2) ab

  • Produziert Hormone zur Regulation des Blutdrucks und des Flüssigkeitshaushalts (ANP und BNP, wobei ANP = atriales natriuretisches Peptid und BNP = brain natriuretic peptide)

Mediastinum

  • Enthält alle Organe des Thorax außer die Lungen

  • Herzgrenzen:

    • Vorne: Rückseite des Brustbeins (Sternum)

    • Seitlich: rechte und linke Lunge

    • Hinten: Speiseröhre (Ösophagus)

    • Oben: große Gefäßstämme

    • Unten: Zwerchfell

  • Verteilung des Herzens:

    • 2/3 in der linken Thoraxhälfte, 1/3 in der rechten

Herz-Kreislaufsystem

  • Das Herz als zentrale Pumpe der Kreislaufsysteme

Herzhälften/Teilkreisläufe

  • Das Herz ist in zwei Hälften unterteilt:

    • Rechte Herzhälfte: Nimmt sauerstoffarmes Blut aus dem Venensystem auf; pumpt das Blut in den Lungenkreislauf (kleiner Kreislauf)

    • Linke Herzhälfte: Nimmt Blut aus dem Lungenkreislauf auf; presst das Blut über die Aorta in den Körperkreislauf (großer Kreislauf)

Blutfluss im Herzen

"Abbildung aus Haug: Medizin für Heilpraktiker"

Anatomie des Herzens

Vier Innenräume

  • Jede Herzhälfte teilt sich in zwei Innenräume:

    • Vorhof (Atrium): Klein und muskelschwach; Sammelt Blut aus dem Körper oder Lungen

    • Kammer (Ventrikel): Nimmt Blut aus dem Vorhof auf; pumpt Blut wieder in den Körper oder Lungen

  • Herzscheidewand: Trennt das Herz in eine linke und rechte Hälfte

    • Vorhofseptum trennt rechten und linken Vorhof

    • Kammerseptum trennt rechte und linke Kammer

Herzklappen

  • Segelklappen: Klappen zwischen Vorhöfen und Kammern

    • Mitralklappe: Trennt linken Vorhof von linker Kammer, besitzt zwei Segel (Bikuspidalklappe)

    • Trikuspidalklappe: Trennt rechten Vorhof von rechter Kammer, besitzt drei Segel

  • Taschenklappen: Klappen zwischen Kammern und großen Schlagadern

    • Aortenklappe: Liegt zwischen linker Kammer und Aorta

    • Pulmonalklappe: Liegt zwischen rechter Kammer und truncus pulmonalis

  • Alle vier Klappen liegen anatomisch auf einer Ebene, der Klappen- oder Ventilebene

Klappenebene

  • Ventilebenenmechanismus: Herz als „Saug-Druck-Pumpe"

    • Während der Systole verlagert sich die Klappenebene zur Herzspitze

    • Während der Diastole verlagert sich die Klappenebene zur Herzbasis

Blutversorgung des Herzens – Koronarkreislauf

  • Ca. 5% des gesamten gepumpten Blutes benötigt das Herz zur eigenen Sauerstoffversorgung

  • Blutversorgung erfolgt durch die Koronararterien (Herzkranzgefäße), vor allem in der Diastole

  • Koronararterien:

    • Rechte Koronararterie (A. coronaria dextra): Versorgt rechten Vorhof, rechte Kammer, Herzhinterwand, Teile des Septums

    • Linke Koronararterie (A. coronaria sinistra): Teilt sich in zwei Äste

    • Ramus circumflexus (RCX)

    • Ramus interventrikularis anterior (RIVA)

  • Venen verlaufen parallel zu den Arterien und münden als Sinus coronarius im rechten Vorhof

Herzzyklus

Phasen des Herzzyklus

  • Systole: Kontraktionsphase, Dauer ca. 0,25 sec. Blut wird aus Kammern gepumpt

  • Diastole: Erschlaffungsphase, Dauer ca. 0,55 sec. Blut wird aus dem Kreislauf angesaugt

Kammersystole

  • Anspannungsphase: Kammern (K) mit Blut gefüllt, Druck steigt an

  • Austreibungsphase: Klappen werden bei ausreichend hohem Druck geöffnet, Blut wird gepresst

Kammerdiastole

  • Entspannungsphase: Myokard entspannt, alle Klappen geschlossen

  • Füllungsphase: Blut strömt passiv in die Kammern, 70ml Blut strömen durch Vorhofkontraktion in die Kammern

Erregungsbildung und -leitung

Autonomie des Herzens

  • Herz arbeitet autonom

  • Herzmuskelzellen erregen sich selbst, regulierender Einfluss durch Sympathikus/Parasympathikus

Erregungsleitungssystem

  • Sinusknoten: Ausgangspunkt aller Erregungen des Herzens, schrittmacher des Herzens

  • AV-Knoten: Nimmt die Erregung auf und leitet sie an die Kammern weiter

  • His-Bündel: Teilt sich in die rechten und linken Kammerschenkel

  • Purkinje-Fasern: Endaufzweigungen an Herzspitze, leiten Erregung weiter

Alles-oder-Nichts-Prinzip

  • Ein Stromreiz über einer bestimmten Schwelle führt zu einer Kontraktion

Refraktärzeit

  • Nach einer Kontraktion sind Herzmuskelzellen für ca. 0,3 sec. nicht erregbar

Elektrokardiogramm (EKG)

EKG-Ableitungen

  • Standard-Ableitungen:

    • Brustwandableitungen (V1-V6)

    • Extremitätenableitungen nach Einthoven (I, II, III)

    • Extremitätenableitungen nach Goldberger (aVR, aVL, aVF)

EKG-Abschnitte und Bedeutung

  • P-Welle = Vorhoferregung

  • QRS-Komplex = Kammererregung

  • T-Welle = Erregungsrückbildung

Regulation der Herzleistung

Herzschlagvolumen

  • In Ruhe: ca. 70 ml/Schlag

  • Herzfrequenz: ca. 70 Schläge/min

  • Herz-Zeit-Volumen (HZV) = Schlagvolumen (SV) x Schlagfrequenz (HF)

  • HMV in Ruhe ca. 5l/min, bei Anstrengung bis ca. 20-30l/min

Ejektionsfraktion (EF)

  • 60% - 70% = Prozentsatz des Blutvolumens, das vom Ventrikel während einer Herzaktion ausgeworfen wird

Einflussfaktoren auf die Herzleistung

  • Vorlast, Nachlast, Kontraktilität

  • Selbstregulationsmechanismus: Frank-Starling-Mechanismus

  • Anpassungen durch Sympathikus/Parasympathikus

  • Weitere Faktoren: Herztätigkeit <-> Kreislaufregulation, Herztätigkeit <-> Hormonhaushalt

Frank-Starling-Mechanismus

  • Kurzfristiger automatischer Kompensationsmechanismus bei Druck- und Volumenschwankungen

Sympathikus und Parasympathikus

  • Sympathikus: Steigert Herzleistung

  • Parasympathikus: Wirkt hemmend auf die Herzleistung

Zusammenfassung

  • Die Studierenden sind nun in der Lage, die Funktion des Herzens, dessen physiologische Eigenschaften und das Zusammenspiel mit der Regelung der Herzleistung zu verstehen.