Video: Blutkreislauf

Hallo, hier ist Astrid von Kenhub. Heute wollen wir uns voll und ganz auf den Blutkreislauf konzentrieren.

Er sorgt dafür, dass all unsere Zellen ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden. Gleichzeitig transportiert er Abfallprodukte und Kohlenstoffdioxid wieder ab. Im Tutorial sehen wir uns an, aus welchen Komponenten er besteht und welche Funktionen diese im Einzelnen ausüben.

Der Blutkreislauf besteht aus drei Elementen: dem Herzen, den Blutgefäßen und natürlich dem Blut selbst. Er kann daher in zwei separate Kreisläufe unterteilt werden: den Lungenkreislauf und den Körperkreislauf. Man sagt auch „kleiner“ und „großer Kreislauf“ zu ihnen. Beide Kreisläufe sind prinzipiell geschlossen; es gibt nur wenige Orte, wo das Blut tatsächlich die Gefäße verlässt, wie z.B. in der Milz oder in der Plazenta.

Der kleinere der beiden, der Lungenkreislauf, befördert das sauerstoffarme Blut des Körpers in die Lunge. Dort findet in den Alveolen der Gasaustausch statt: Kohlenstoffdioxid wird aus- und Sauerstoff eingeatmet. Über das linke Herz gelangt das mit Sauerstoff angereicherte Blut wieder in den großen Körperkreislauf und über diesen zum peripheren Gewebe. Das Blut transportiert allerdings nicht nur Gase, sondern z.B. auch Nährstoffe, die aus dem Magen-Darm-Trakt gewonnen wurden, Zucker, Salze, Proteine und eine Reihe von Zellen.

Das Herz übernimmt im Blutkreislauf die Funktion einer muskulären Pumpe. Durch elektrische Signale stimuliert, kontrahiert es regelmäßig. Somit pumpt es das Blut regelrecht wie ein „Motor“ durch den gesamten Kreislauf. Das Herz selbst besteht aus 4 Räumen, je zwei auf jeder Seite. Die zwei Vorhöfe oder Atrien sammeln das Blut, das am Herzen ankommt. Und die Kammern oder Ventrikel schlagen das Blut wieder heraus.

Zwischen den Herzräumen sowie zwischen den Ventrikeln und den großen abführenden Gefäßen befinden sich Herzklappen. Hier seht ihr beispielhaft die Klappe zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel, die sogenannte Trikuspidalklappe. Alle Klappen arbeiten wie Ventile und verhindern, dass das gerade weitergeleitete Blut wieder zurückfließt. Ein muskuläres Septum liegt zwischen dem linken und dem rechten Herzen. Diese Scheidewand trennt also beide Herzseiten und damit auch die beiden Atrien und Ventrikeln voneinander. Das ist sinnvoll, denn so vermischt sich das sauerstoffreiche Blut des linken Herzen nicht mit dem sauerstoffarmen Blut des rechten.

Bei der Beschreibung der Herzfunktion gibt es einige physiologische Parameter, die ihr kennen solltet. Der wohl wichtigste ist das Herzminutenvolumen. Das heißt: Wie viel Liter Blut schlägt das Herz pro Minute in den Kreislauf. Es kann für jeden Menschen berechnet werden, indem man zwei Fragen beantwortet: Wie häufig schlägt das Herz und wieviel Blut wird pro Schlag herausgepumpt? Das Herzminutenvolumen ist also die Herzfrequenz mal dem Schlagvolumen. Das erwachsene gesunde Herz schlägt ca. 60-100 Mal pro Minute und hat ein Schlagvolumen von ca. 70-75 ml. Bei Männern ist das durchschnittliche Herzminutenvolumen ca. 5,6 l und bei Frauen ca. 4,9 l. Bei Frauen ist es deshalb geringer, weil ihre Herzen im Schnitt kleiner sind und weniger wiegen. Das Herz eines neugeborenen Kindes schlägt sogar nur ca. 400 ml Blut pro Minute. Das Herzminutenvolumen variiert also je nach Alter, Größe aber auch Trainingszustand des Individuums. Es ist zudem abhängig davon, ob die Person zum Zeitpunkt der Messung ausgeruht ist oder eher aufgeregt oder gar körperlich aktiv ist. Ihr könnt euch also sicher vorstellen, dass das Herzminutenvolumen kein statischer, sondern ein dynamischer Wert ist. Nichtsdestotrotz dient es als guter Anhaltspunkt zur Einschätzung der Herzfunktion.

Soviel zum Herzen, weiter geht’s mit dem zweiten Baustein des Blutkreislaufs, nämlich den Blutgefäßen. Diese können in drei Kategorien eingeteilt werden: Arterien, Venen und Kapillaren. Sie alle können aufgrund ihrer Histologie eindeutig voneinander unterschieden werden.

Ob ein Gefäß als „Arterie“ oder „Vene“ bezeichnet wird, hängt davon, in welche Richtung das Blut fließt. Strömt das Blut im Gefäß weg vom Herzen, spricht man von einer Arterie.
Arterien besitzen eine kräftige muskulöse Wand, wie man in diesem histologischen Bild sehen kann. Das ist ein Querschnitt einer Koronararterie. In der Mitte ist das Lumen mit den Blutzellen; und diese dicke Schicht hier ist die Muskulatur des Gefäßes. Der Druck in den Arterien des Körperkreislauf ist auch höher als in den Venen. Um diesen hohen Drücken stand zu halten, sind ihre Lumina vergleichsweise klein.

Venen leiten das Blut wieder von der Peripherie zum Herzen hin. Ihr Innendruck ist deutlich geringer, weshalb sie viel dünnere Wände und größere Lumina haben. Man spricht dabei auch vom sogenannten „Niederdrucksystem“ - in Abgrenzung zum Hochdrucksystem der Arterien. Hier ist ein typisches mikroskopisches Bild einer Vene. Die Muskulatur ist praktisch nicht zu sehen. Ein charakteristisches Merkmal der Venen sind ihre Klappen. Sie verhindern den Rückfluss des Blutes und unterstützen die Fließrichtung.

Bevor wir weitermachen, möchte ich euch eine kleine Ausnahme zur o.g. Definition geben: Es gibt Venen in unserem Körper, die das Blut nicht direkt zum Herzen fließen lassen, sondern in ein zweites Kapillarsystem. Diese nennt man Portalvenen oder Pfortadern. Die zwei wichtigsten Portalsysteme in unserem Körper finden wir an der Leber und in der Hypophyse.

Die kleinsten Gefäße sind die Kapillaren. Sie spiegeln die Mikrozirkulation der Organe wider und können nur unter dem Mikroskop betrachtet werden. In ihnen endet der arterielle Schenkel und es beginnt der venöse. Sie bilden also die Brücke zwischen dem Arterien- und Venensystem. Typischerweise bestehen sie nur aus einer Schicht von Endothelzellen. Sie tolerieren nur einen sehr geringen Blutdruck, wodurch das Blut in diesen Bereichen viel langsamer fließt. Das erleichtert den Gasaustausch mit dem umliegenden Gewebe ungemein.

Je nach Organ finden wir unterschiedliche Arten von Kapillaren. Manche haben sogenannte fenestrierte Kapillaren; diese enthalten größere Poren im Endothel, durch die ein schnellerer Austausch erfolgen kann. Die Basalmembran bleibt jedoch intakt! Fenestrierte Kapillaren sind typisch für den Magen-Darm-Trakt oder Drüsen. Kontinuierliche Kapillaren finden wir z.B. in der Lunge oder in Skelettmuskeln. Die Endothelschicht bleibt also ununterbrochen. Der Austausch findet hier primär durch die Interzellularspalten statt. Bei Organen, die einen ausgeprägten Stoffaustausch aufweisen, findet man typischerweise diskontinuierliche Kapillaren. Hier ist sowohl die Endothelschicht als auch die Basalmembran lückenhaft. Kapillaren dieser Art liegen z.B. in der Leber und in der Milz vor.

Der Blutkreislauf wäre aber natürlich zwecklos ohne das Blut selbst, das durch ihn hindurch fließt. Es ist ein flüssiges Gewebe und besteht aus vier Hauptkomponenten. Etwas mehr als die Hälfte des Blutes macht das Plasma aus. Das ist diese gelbe Flüssigkeit hier im Bild. Es besteht primär aus Wasser und enthält die gelösten Stoffe, wie z.B. Proteine, Zucker und Salze. Es unterstützt den Transport von Kohlenstoffdioxid, Hormonen und Stoffwechselendprodukten. Rote Blutkörperchen oder Erythrozyten dienen dem Sauerstofftransport. Konkret bindet sich das Molekül dabei am Hämoglobin. Die Erythrozyten haben ihren Ursprung im Knochenmark. Hier in diesem Bild seht ihr einen Erythrozyten mit der typischen bikonkaven Scheibenform. Weiße Blutkörperchen oder Leukozyten machen einen Großteil des Immunsystems aus. Sie produzieren Antikörper und helfen dabei Eindringlinge zu bekämpfen. Sie werden ebenfalls im Knochenmark gebildet. Als dritte wichtigste Zellgruppe sind die Blutplättchen oder Thrombozyten zu nennen. Sie sind die kleinsten Blutzellen und Teil des Gerinnungssystems. Bei Verletzungen heften sie sich an das zerstörte Gewebe und verhindern so einen weiteren Blutverlust.