Essenzielle Cookies sind nötig. Analyse und Werbemessung nur mit deiner Zustimmung.
Biologie · Der menschliche Körper
Aufbau des Herzens mit Blutweg, Reizleitung und Herzzyklus, Blutgefäße mit Hoch- und Niederdrucksystem sowie Blutplasma, Blutzellen und Blutstillung.
Das Herz pumpt zwei hintereinandergeschaltete Kreisläufe. Das Blut transportiert Gase, wehrt Erreger ab und stillt Blutungen.
Das Herz ist ein kegelförmiger Hohlmuskel, etwas größer als deine Faust. Die Herzscheidewand (Septum) teilt es in eine rechte und eine linke Hälfte, jeweils mit Vorhof (Atrium) und Kammer (Ventrikel).
Die linke Kammerwand ist etwa doppelt so dick wie die rechte, weil sie gegen den hohen Druck im Körperkreislauf pumpt. Das Herz liegt hinter dem Brustbein auf dem Zwerchfell, die Spitze zeigt nach links unten.
Die Wand besteht von innen nach außen aus Endokard, Myokard (Muskel) und Epikard. Darum liegt der Herzbeutel (Perikard), getrennt durch einen flüssigkeitsgefüllten Gleitspalt.
Den Herzmuskel selbst versorgen die Herzkranzarterien, die gleich oberhalb der Aortenklappe entspringen und sich vor allem in der Diastole füllen. Verengen sie sich, spricht man von koronarer Herzkrankheit (KHK).
| Klappe | Liegt zwischen | Typ |
|---|---|---|
| Trikuspidalklappe | rechtem Vorhof und rechter Kammer | Segelklappe |
| Mitralklappe | linkem Vorhof und linker Kammer | Segelklappe |
| Pulmonalklappe | rechter Kammer und Lungenarterie | Taschenklappe |
| Aortenklappe | linker Kammer und Aorta | Taschenklappe |
Die Klappen wirken als Ventile und lassen das Blut nur in eine Richtung strömen.
Arterien führen Blut vom Herzen weg, Venen zum Herzen hin, unabhängig vom Sauerstoffgehalt. Die Pulmonalarterie führt sauerstoffarmes, die Pulmonalvene sauerstoffreiches Blut.
Fällt der Sinusknoten aus, springt der langsamere AV-Knoten als Ersatzschrittmacher ein. Im Sinusknoten strömen über Funny-Channels Kationen (Na⁺) ein und depolarisieren die Zelle von selbst. Bei der Schwelle öffnen Calciumkanäle und lösen das Aktionspotenzial aus.
Das vegetative Nervensystem stellt den Takt nur nach:
→ Ausführlich in: Nervensystem
Die Kontraktion der Kammern mit dem Auswurf heißt Systole, Erschlaffung und Füllung heißen Diastole. Zu Beginn der Systole sind alle Klappen geschlossen (isovolumetrische Kontraktion), dann öffnen die Taschenklappen. Steigt die Herzfrequenz, wird vor allem die Diastole kürzer; die Systole verkürzt sich nur wenig.
HZV = Schlagvolumen × Herzfrequenzin Ruhe etwa 70 ml × 70/min ≈ 5 l/min
Gesunde Klappen erzeugen Herztöne, geschädigte Herzgeräusche. Im EKG zeigt die P-Welle die Vorhoferregung, der QRS-Komplex die Kammererregung.
Das Schlagvolumen ist das Blut, das eine Kammer pro Systole auswirft. Die Nachlast ist der Widerstand, gegen den sie auswerfen muss, vor allem der Gefäßwiderstand.
| Gefäß | Bau | Aufgabe |
|---|---|---|
| Arterien | dicke Muskelwand | hoher Druck, herznah elastisch |
| Arteriolen | Ringmuskel | Widerstandsgefäße, regeln Durchblutung |
| Kapillaren | Endothel, Basalmembran | Stoffaustausch, langsamster Fluss |
| Venen | dünne Wand, Klappen | Blutspeicher (Kapazitätsgefäße) |
Arterien und Venen haben drei Wandschichten: innen Endothel, in der Mitte glatte Muskulatur, außen Bindegewebe. Kapillaren bestehen nur aus Endothel und Basalmembran.
Herznahe Arterien sind elastisch: Sie dehnen sich in der Systole und drücken in der Diastole das Blut weiter (Windkesselfunktion).
Verengen sich die Arteriolen (Vasokonstriktion), steigt der Blutdruck, bei Vasodilatation sinkt er. Venenklappen und die Muskelpumpe bringen das Blut gegen die Schwerkraft zurück.
Der Druck fällt entlang der Strombahn stark ab. Darum teilt man den Kreislauf in zwei Druckbereiche:
Am arteriellen Ende der Kapillare liegt der Blutdruck über dem kolloidosmotischen Druck des Albumins, also tritt Flüssigkeit aus; am venösen Ende liegt er darunter, also strömt sie wieder ein. Den Rest nimmt die Lymphe auf. → Ausführlich in: Lymphatisches System; Lymphe
Anastomosen sind Querverbindungen zwischen Gefäßen. Was ein Verschluss bewirkt, hängt von ihnen ab:
| Gefäß | Verschluss führt zu |
|---|---|
| Endarterie | Nekrose |
| funktionelle Endarterie | Ischämie, später Nekrose |
| Gefäß mit Anastomosen | Umgehung |
Erwachsene haben 5–6 Liter Blut, etwa 8 % des Körpergewichts. Es transportiert Gase, Nährstoffe, Hormone und Abfälle.
Plasma ist die flüssige Phase: etwa 90 % Wasser, 7 % Proteine, der Rest Elektrolyte, Glucose und Hormone. Albumin ist das häufigste Plasmaprotein; es hält Wasser im Gefäß und transportiert Fettsäuren und Hormone.
| Flüssigkeit | Fibrinogen | Gewinnung |
|---|---|---|
| Plasma | enthalten | Blut zentrifugieren, Gerinnung gehemmt |
| Serum | fehlt | Blut gerinnen lassen |
Der Volumenanteil der festen Bestandteile am Gesamtblutvolumen heißt Hämatokrit (Männer etwa 45 %, Frauen etwa 40 %). Er besteht fast nur aus Erythrozyten, mehr Leukozyten ändern ihn kaum. Die Endung -penie bedeutet Mangel, -zytose Überschuss.
Beschriftbare Abbildung
Deine AufgabeWelche Schicht entspricht dem Hämatokrit, und warum ändert sich der Hämatokrit kaum, wenn die Leukozytenzahl steigt?
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.
| Zelle | Zahl, Lebensdauer | Besonderheit |
|---|---|---|
| Erythrozyten | 4–5 Mio./µl, ca. 120 Tage | kernlos, Hämoglobin |
| Leukozyten | 4000–10 000/µl | einzige Blutzellen mit Kern |
| Thrombozyten | 150 000–400 000/µl, 7–10 Tage | kernlose Zellbruchstücke |
Alle Blutzellen entstehen aus blutbildenden (hämatopoetischen) Stammzellen im roten Knochenmark.
Erythrozyten sind bikonkav und elastisch genug für die engsten Kapillaren. Ohne Mitochondrien gewinnen sie ATP nur durch Glykolyse. Erythropoetin aus der Niere steigert ihre Bildung bei Sauerstoffmangel. Makrophagen in Milz, Leber und Knochenmark bauen sie nach etwa 120 Tagen ab, das Eisen wird wiederverwertet.
Hämoglobin hat vier Untereinheiten mit je einer Häm-Gruppe und einem Eisen-Ion, bindet bis zu vier O₂ reversibel und ist arteriell zu etwa 98 %, venös zu etwa 75 % gesättigt. Kohlenmonoxid bindet 200- bis 250-mal stärker und löst sich viel langsamer, darum ist es giftig.
Bei einer Anämie (Blutarmut) liegt zu wenig Hämoglobin vor. Die AB0-Blutgruppen bestimmen Zuckerketten auf der Erythrozytenmembran. → Ausführlich in: Grundlagen der Immunbiologie
CO₂ wird überwiegend als Bicarbonat im Plasma transportiert. Das Bicarbonatpuffersystem hält den pH konstant und ist offen: Die Lunge atmet CO₂ ab, die Niere scheidet H⁺ aus und gewinnt Bicarbonat zurück.
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻Steigt CO₂, sinkt der pH, und die Atmung nimmt zu.
| Zelle | Anteil | Aufgabe |
|---|---|---|
| Neutrophile Granulozyten | 50–70 % | erste Abwehr, fressen Bakterien |
| Lymphozyten | 20–40 % | B-, T- und NK-Zellen |
| Monozyten | 2–8 % | werden im Gewebe zu Makrophagen |
| Eosinophile Granulozyten | wenige % | Parasiten, bauen Histamin ab |
| Basophile Granulozyten | unter 1 % | Histamin und Heparin |
Neutrophile, Eosinophile und Basophile sind Granulozyten. Leukozyten wirken vor allem im Gewebe, in das sie aus den Kapillaren auswandern.
B-Lymphozyten reifen im Knochenmark und werden nach Aktivierung zu Plasmazellen (Antikörper) oder Gedächtniszellen. T-Lymphozyten reifen im Thymus. → Ausführlich in: Lymphatisches System; Lymphe
Thrombozyten schnüren sich von Megakaryozyten im Knochenmark ab. Gesundes Endothel hemmt die Gerinnung. Gerinnung und Fibrinolyse müssen im Gleichgewicht stehen: zu viel Gerinnung führt zur Thrombose, zu wenig zur Blutung.
Beschriftbare Abbildung
Deine AufgabeVerfolge einen Erythrozyten von der rechten Kammer einmal durch beide Kreisläufe. In welchem Gefäß ist eine Arterie blaugrau gezeichnet, und warum?
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.
Interaktives Herzmodell
Deine AufgabeHalte in der Austreibungsphase an: In welches Gefäß pumpt jede Kammer? Stelle dann 70 und 150 Schläge pro Minute ein: Welcher Abschnitt der Zeitleiste schrumpft stärker?
