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Herz-Kreislauf-System

Das Herz-Kreislauf-System (oder auch kardiovaskuläres System) ist ein aus Herz und Blutgefäßen bestehendes System, welches für die Aufrechterhaltung des Blutkreislaufes verantwortlich ist.

Als Blutkreislauf wird das stetige Zirkulieren des Blutvolumens innerhalb der Blutgefäße bezeichnet. Seine Eigenschaften lassen sich anhand von Parametern wie Blutdruck und Herzfrequenz beschreiben. Funktionell kann er in einen kleinen und einen großen Kreislauf, oder ein Hoch- und ein Niederdrucksystem eingeteilt werden.

Mit seiner Transportfunktion leistet das Herz-Kreislauf-System einen lebenswichtigen Beitrag zur Aufrechterhaltung der Homöostase im Körper. Es hat Anteil an der Temperaturregulierung, bringt Hormone und Gerinnungsfaktoren an ihren Wirkort und schafft einen Ausgleich von bestimmten Stoffkonzentrationen innerhalb des Körpers.

Herz

Das Herz (Cor) ist ein Hohlorgan aus speziellem quergestreiften Muskelgewebe, der Herzmuskulatur. Es wird durch Scheidewände (Septen) in zwei Vorhöfe (Atrien) und zwei Kammern (Ventrikel) eingeteilt.

linke Herzkammer - ventral

Die Vorhöfe sind von den darunter liegenden Kammern durch Segelklappen getrennt und am Übergang von den Kammern zum Truncus pulmonalis und der Aorta befinden sich Taschenklappen. Die Bewegungen aller Klappen sind passiv, sie öffnen und schließen sich druckabhängig.

Das Herz stellt die Verbindung zwischen dem kleinen und großen Kreislauf her. Durch die beiden Hohlvenen (V. cava superior und inferior), welche in den rechten Vorhof münden, wird sauerstoffarmes Blut aus der Peripherie zurück zum Herzen transportiert.

Während der Diastole (Füllungsphase) fließt das Blut in die rechte Herzkammer und in der nachfolgenden Systole (Auswurfphase) kontrahiert die rechte Herzkammer, das Blut gelangt so weiter in die Lunge. In den Lungenbläschen (Alveolen) findet der Gasaustausch statt. Dabei gibt das Blut das enthaltene Kohlenstoffdioxid ab und wird im Gegenzug mit Sauerstoff angereichert (Oxygenierung).

Videoempfehlung: Blutkreislauf
Lernt hier alles Wichtige über das Kreislaufsystem, seine Funktion und Bestandteile.

Anschließend fließt es durch die Vv. pulmonales zurück zum Herzen. Es wird zunächst im linken Vorhof gesammelt und dann während der Diastole in die linke Herzkammer geleitet. Durch die Kontraktion des linken Ventrikels in der Systole öffnet sich die Aortenklappe. Das Blut strömt mit hohem Druck in die Aorta und von dort aus in alle nachfolgenden Arterien, welche in die Peripherie führen.

Eine geordnete Erregung der Herzmuskulatur, sowie die daraus resultierende schnelle und gleichmäßige Kontraktion der Kammern sind essentiell für die Pumpfunktion des Herzens. Dies wird durch spezialisierte Herzmuskelzellen gewährleistet, welche die muskuläre Erregung steuern. Dazu gehören der primäre und sekundäre Schrittmacher, welche den Rhythmus bestimmen (Sinus- und AV-Knoten) sowie die His-Bündel, Tawara-Schenkel und Purkinje-Fasern des sogenannten Reizleitungssystems.

Erregungsleitungssystem des Herzens - Histologie

Lungenkreislauf

Der kleine Kreislauf heißt auch Lungenkreislauf. Er gehört zum Niederdrucksystem und dient dem Gasaustausch des Blutes in den Lungen. Der Weg des Blutes durch den kleinen Kreislauf beginnt an der rechten Herzkammer, führt über den Truncus pulmonalis und die Aa. pulmonales in immer kleinere Segmentarterien entlang der Bronchien. Schließlich endet er im Kapillarbett, welches die Lungenbläschen umgibt.

Im Zuge des Gasaustausches wird hier dem Blut das Stoffwechselendprodukt Kohlenstoffdioxid entzogen und es wird mit Sauerstoff angereichert. Anschließend wird das Blut durch Venolen und Venen zurück Richtung Herz transportiert. Die, durch die Vergrößerung der Vorhöfe entstehende, Sogwirkung des Herzens spielt dabei eine wichtige Rolle. Die Vv. pulmonales münden in den linken Vorhof, wo der Lungenkreislauf endet.

Videoempfehlung: Lungenarterien
In diesem kurzen Tutorial schauen wir uns die Lungenarterien, die Arteriae pulmonales, an. Erfahrt hier alles Wissenwerte über ihre Anatomie und Funktion.

Körperkreislauf

Der große Kreislauf wird auch als Körperkreislauf bezeichnet. Seine Hauptaufgabe ist die Versorgung der Körperzellen mit Sauerstoff und der Abtransport von Kohlenstoffdioxid. Die Arterien des großen Kreislaufs gehören zum Hochdrucksystem. Der gesamte venöse Schenkel hingegen gehört zum Niederdrucksystem.

Der Körperkreislauf beginnt im linken Vorhof des Herzens. Sauerstoffreiches Blut wird von der linken Herzkammer in die Aorta gepumpt und über die nachfolgenden Arterien zu den Zielorganen transportiert. In den dort befindlichen Kapillaren findet der Gasaustausch statt und  das nun sauerstoffarme Blut wird durch die Venen zurück zum rechten Herzen transportiert. Der Körperkreislauf endet mit der Einmündung der V. cava superior und inferior im rechten Vorhof.

Aorta - ventral

Eine Ausnahme von diesem Schema bildet das Pfortadersystem der Leber. Hier durchfließt das nährstoffreiche Blut aus dem Kapillarbett des Darms anschließend das Kapillargebiet der Leber, wo die Nährstoffe weiter verwertet werden. Erst danach wird das Blut über Venen wieder zum Herzen geleitet.

Gefäßarten

Um eine optimale Verteilung des Blutes zu erreichen, gibt es unterschiedliche Gefäße (Arterien, Venen), die sich in der Peripherie in immer kleinere Äste (Arteriolen, Venolen, Kapillaren) verzweigen.

Videoempfehlung: Arterien und Venen (en)
Allgemeine histologische Merkmale von Arterien und Venen.

Die Einteilung in Venen und Arterien kann u.a. nach der Fließrichtung des in ihnen enthaltenen Blutes erfolgen. Die Kapillaren zählen zur Endstrombahn, in ihnen findet der Austausch von Gasen, Nährstoffen und Stoffwechselprodukten zwischen dem Blut und den Körperzellen statt.

Arterien und Arteriolen

Als Arterien werden im Allgemeinen alle Gefäße bezeichnet, welche Blut vom Herzen weg führen. Man teilt sie anhand der Histologie in einen muskulären und einen elastischen Typ ein.  

Eine ihrer wichtigsten Aufgaben ist die Versorgung der Organe mit sauerstoffreichem Blut und Nährstoffen.

elastische Arterie (Aorta) - Histologie

Im Inneren der Arterien herrscht ein hoher Druck, deshalb werden sie zusammen mit der linken Herzkammer auch als Hochdrucksystem bezeichnet. Die Druckbelastung spiegelt sich in ihrem Aufbau wieder: Sie sind dickwandig und entweder muskulär oder elastisch.

Der Durchmesser der einzelnen Arterien nimmt in herzfernen Regionen immer mehr ab, durch ihre zahlreichen Verzweigungen nimmt der Gesamtdurchmesser aller Arterien jedoch zu.

Die kleinsten Ausläufer der Arterien werden als Arteriolen bezeichnet und stellen den allmählichen Übergang zu den Kapillaren dar. Als Widerstandsgefäße können sie durch ihre Kontraktion den Blutdruck und Zufluss in den nachfolgenden Kapillargebieten erheblich drosseln. 

Videoempfehlung: Aorta abdominalis
In diesem kurzen Tutorial erfahrt ihr alles über die Aorta abdominalis, die Bauchaorta. Wir schauen uns ihre Anatomie, Lage und die aus ihr entspringenden Gefäße an.

Die Aorta hat in ihrer Funktion als Windkesselgefäß eine besondere Bedeutung unter den Arterien. Zwar sind auch andere herznahe große Arterien an der Umwandlung des pulsatilen in einen gleichmäßigen Blutstrom beteiligt, jedoch wird der Aorta der größte Anteil zugesprochen.

Kapillaren

Die Kapillaren gehören gemeinsam mit den Arteriolen und Venolen zur Endstrombahn. Sie sind so klein, dass rote Blutkörperchen nur einzeln hintereinander durch sie hindurch gelangen können.

Kapillaren - Histologie

In ihnen findet der Stoffaustausch mit dem umliegenden Gewebe statt, deshalb ist ihre Wand äußerst dünn. Über Arteriolen gelangt sauerstoffreiches Blut in die Kapillaren. Sauerstoff und Nährstoffe werden an die Körperzellen abgegeben, Kohlenstoffdioxid und andere Stoffwechselendprodukte wie Harnsäure oder Harnstoff dafür aufgenommen. Anschließend fließt das Blut in die postkapillären Venolen.

fenestrierte Kapillaren (Nierenglomerulus) - Histologie

Venen und Venolen

Venen sind Gefäße, deren Fließrichtung zum Herzen hinführt. Sie enthalten fast immer dunkelrotes, sauerstoffarmes Blut. Der Verlauf tiefer Venen entspricht häufig dem der Arterien. Da sie an den Extremitäten aber teilweise oberflächlicher als die Arterien liegen, sind sie dort bläulich schimmernd unter der Haut zu erkennen.

Die kleinsten Venen sind die Venolen, welche das Blut aus dem Kapillarbett aufnehmen. Die nachfolgenden venösen Gefäße werden stetig größer, bis das Blut schließlich über die V. cava superior und inferior im rechten Vorhof mündet.

Venolen im Mark - Histologie

Die Flussrichtung des Blutes wird über Venenklappen, Kontraktionen von benachbarten Muskeln („Muskelpumpe“) und die Sogwirkung des Herzens reguliert. In den Venen herrscht ein geringer Druck, weshalb sie gemeinsam mit dem kleinen Kreislauf zum Niederdrucksystem gehören. Ihre Wände sind im Vergleich zum Gefäßlumen sehr schmal und viel dünner als die der Arterien.

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Quellen anzeigen

Quellen:

  • G. Aumüller, G. Aust, A. Doll et al.: Duale Reihe Anatomie, 2. Auflage, Thieme (2010), S. 112- 116
  • R. Lüllmann-Rauch: Taschenlehrbuch Histologie, 3. Auflage, Thieme (2009), S. 241, 243, 247, 249, 250
  • J. Huppelsberg, K. Walter: Kurzlehrbuch Physiologie, 3. Auflage, Thieme (2009), S. 73-75

Text, Review, Layout:

  • Sophie Eckert
  • Marie Hohensee

Illustration:

  • linke Herzkammer - ventral - Yousun Koh
  • Erregungsleitungssystem des Herzens - Histologie
  • Aorta - ventral - Begoña Rodriguez
  • elastische Arterie (Aorta) - Histologie
  • Kapillaren - Histologie
  • Venolen im Mark - Histologie
  • fenestrierte Kapillaren (Nierenglomerulus) - Histologie

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