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Das Herz

Inhalt:

  1. Welche Bedeutung hat das Herz?
  2. Welche Anforderungen werden an das Herz gestellt?
  3. Wo liegt das Herz in unserem Körper?
  4. Wie ist das Herz aufgebaut?
  5. Welche Rolle spielen die Koronargefäße bei der Blutversorgung des Herzen?
  6. Was passiert bei Verengung der Herzkranzgefäße?
  7. Wie laufen die einzelnen Phasen der Herzfunktion ab?
  8. Wie erfolgt die Reizbildung- und Erregungsleitung am Herzen?
  9. Was passiert, wenn der Sinusknoten als Schrittmacher ausfällt?
  10. Welche Systeme beeinflussen die Herzfrequenz bei Belastung?
  11. Welche Leistung vollbringt das Herz?
  12. Warum kann die Herzfrequenz nicht endlos gesteigert werden?
  13. Warum braucht das Herz nach jedem Schlag eine kleine Pause?
  14. Leistungsgrenze der Herzfrequenz
  15. Welche Rhytmusstörungen spielen im Zusammenhang mit Schmerzmitteln eine Rolle?
  16. Welche Bedeutung hat das QT-Intervall?
  17. Was ist eine Herzinsuffizienz?
  18. Klinisches Bild der Herzinsuffizienz
  19. Was sind die Hauptsymptome der Koronarinsuffizienz?
  20. Was macht die Angina pectoris so gefährlich?

Welche Bedeutung hat das Herz?

Das Herz

Das Herz

3 Milliarden mal schlägt ein Herz während seines  Lebens und bewegt dabei etwa 250 Millionen Liter Blut durch den Körper. Das Herz – medizinisch Cor – ist die zentrale Pumpe des Kreislaufs. Zusammen mit den Blutgefäßen bildet das Herz das Herz-Kreislauf-System. Über das Blut werden Sauerstoff und Nährstoffe in die entlegensten Körperzellen transportiert und Endprodukte aus dem Stoffwechsel der Zellen und Kohlendioxid wieder abtransportiert.

Welche Anforderungen werden an das Herz gestellt?

Rein mechanisch gesehen ist das Herz eine vierkammerige Saug- und Druckpumpe für eine scheinbar einfache Aufgabe:  Sie muss das Blut durch den Körper pumpen. Aber da fangen die Komplikationen schon an. Denn das Gefäßnetz besteht aus zwei getrennten Kreisläufen mit ganz unterschiedlichen Drücken: Im Körperkreislauf ist der Druck siebenmal so hoch wie im Lungenkreislauf. Um dennoch beide Kreisläufe exakt mit demselben Volumen zu beliefern (jede Abweichung würde binnen Minutenfrist zum Ersticken führen), arbeitet in unserer Brust ein raffiniertes Pumpensystem. Dieses Kompaktmodell beweist seine Perfektion dadurch, dass seine wesentlichen Konstruktionsmerkmale seit Hunderttausenden von Jahren praktisch nicht verändert worden sind.

Beim Baumeister Natur zählt, wenn es um innere Werte geht, Leistung viel, Aussehen dagegen wenig. Da macht das Herz keine Ausnahme. Rein äußerlich sieht man den plumpen, faustförmigen Muskel nicht an, das er auf raffinierte Weise zwei getrennte Pumpen betreibt – das linke Herz für den Hochdruckbereich, das rechte Herz für das Niederdrucksystem.

Wo liegt das Herz in unserem Körper?

Lage des Herzen

Lage des Herzen

Das Herz ist vom Herzbeutel umschlossen und liegt im vorderen mittlerer Brustkorbraum.  Die beiden Herzkammern bilden einen Muskelkegel, dessen geometrische Achse – die Herzachse – von rechts hinten oben nach links vorn unten verläuft.

Es wird seitlich von der rechten und linken Lunge begrenzt und sitzt auf der Mitte des Zwerchfells auf.

Die Herzspitze befindet sich normalerweise im 5. Zwischenrippenraum links.

Von vorn gesehen liegt es hinter dem Brustbein.

Die Größe des Herzens entspricht ungefähr der geballten Faust des betreffenden Menschen und wiegt ca. 350-500 g.

Wie ist das Herz aufgebaut?

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Jede Herzhälfte besitzt zwei Hohlräume, einen Vorhof und eine Kammer. Die Vorhöfe werden auch Atrium genannt und sind nur von einer schwachen Muskelschicht umgeben. Im rechten Vorhof sammelt sich das sauerstoffarme Blut aus dem Körperkreislauf, im linken Vorhof das sauerstoffreiche Blut aus der Lunge. Die Herzkammern oder Ventrikel werden von einer starken Muskelschicht umschlossen, denn sie müssen das Blut in die Kreisläufe pumpen. Die linke Kammer erhält ihr Blut aus dem linken Vorhof und pumpt es dann in den Körperkreislauf. Die rechte Kammer nimmt das Blut aus dem rechten Vorhof auf und presst es in den Lungenkreislauf.

Die Vorhöfe werden von den Kammern durch die linke Mitralklappe und die rechte Triscuspidalklappe (sie werden auch Atrioventrikularklappen genannt) getrennt. Kammern und Kreisläufe werden durch die Pulmonalklappe (rechte Herzhälfte) und die Aortenklappe (linke Herzhälfte) voneinander getrennt.

Der dickwandige linke Ventrikel (Kammer) ist leicht vom dünnwandigen rechten Ventrikel zu unterscheiden. Das Verhältnis der Dicke der Muskulatur zwischen linkem Ventrikel und rechtem Ventrikel beträgt ca. 1:3. Das resultiert daher, weil der linke Ventrikel einen sehr viel höheren Widerstand im großen Kreislauf zu überwinden hat als der rechte. Die Vorhofmuskulatur der Vorhöfe ist nur gering ausgebildet, weil die Atrioventrikularklappen nur einen geringen Widerstand bieten.

Wie ist das Herz aufgebaut?

Herzschichten

Herzschichten

Ähnlich einer Zwiebel besteht das Herz aus mehreren Schichten. Arbeitet man sich von innen nach außen vor, stößt man auf folgende Schichten:

  • Endokard (innerste Zellschicht – einschichtig)
  • Myokard (das eigentliche kontraktionsfähige Herzmuskelgewebe)
  • Epikard (einschichtig)

Das Endokard

Das Endokard kleidet die Hohlräume des Herzens aus. Die Entzündung des Endokards (Endokarditis) kann zu Herzklappenfehlern führen.

Das Myokard

Das Myokard ist wie die Skelettmuskulatur quer gestreift und macht die Hauptmasse des Herzens aus. In Bau und Funktion vereinigt der Herzmuskel Eigenschaften der Skelettmuskulatur und der glatten Muskulatur d.h.  die Herzmuskulatur kontrahiert rasch, unwillkürlich und unermüdlich.

Die Fasern des Herzmuskels laufen nicht parallel zueinander, sondern sind netzartig verflochten und bilden mehrere Schichten. Stirbt das Gewebe ab, liegt ein Herz-Infarkt vor → Myokardinfarkt

Das Epikard

Das Epikard, die äußerste Schicht des Herzens, bildet zusammen mit dem Perikard, in das es an seinen Grenzen übergeht, den Herzbeutel.

Der Herzbeutel (Perikard)

Der Herzbeutel, das Perikard, umschließt lückenlos das Herz mit seinen Vorhöfen und großen Gefäßen. An der Abgangsstelle der großen Gefäße ist das Epikard mit dem Perikard verwachsen. Die Drüsenzellen dieser Häute (seröse Häute) sondern eine geringe Menge seröser Flüssigkeit ab, dadurch wird das Aufeinandergleiten der Häute ermöglicht. Funktionell bildet der Herzbeutel einen wesentlicheren Teil des Gesamtorgans „Herz„, als man gemeinhin annimmt. Er ist gleichzeitig Gleitlager und Überdehnungsschutz.

Welche Rolle spielen die Koronargefäße bei der Blutversorgung des Herzen?

Blutversorgung des Herzen

Blutversorgung des Herzen

Der Herzmuskel versorgt den gesamten Körper mit Blut. Nährstoffe und Sauerstoff werden so in den entlegensten Winkel transportiert. Das Herz selbst ist da keine Ausnahme. Die Arterien, die den Herzmuskel versorgen, werden Herzkranzgefäße oder Koronararterien (Cor = Herz) genannt. Der deutschsprachige Name verdeutlicht, dass die Arterien und ihre Verästelungen das Herz wie einen Kranz umfassen.

An der Stelle, an der die Aorta, die große Körperschlagader, das Herz verlässt, zweigen von der Aorta die beiden Hauptarterien für die Versorgung des Herzen ab, die rechte und die linke Koronararterie. Sie versorgen das Herz mit etwa 300 ml Blut in der Minute. Das sind, obwohl das Herz nur etwa 0.5% des Körpergewichtes ausmacht, etwa 5% des gesamten Blutes. Diese Angaben beziehen sich auf den Ruhezustand. Bei Belastung, wenn das Herz kräftiger schlagen muss, steigt auch der Anteil des Blutes, das für die Arbeit des Herzmuskels gebraucht wird.

Was passiert bei Verengung der Herzkranzgefäße?

Sehr häufig kommt es im Laufe des Lebens zu Verengungen der Herzkranzgefäße durch Arteriosklerose. Diese Verengungen verschlechtern die Versorgung des Herzmuskels mit Sauerstoff. Erkrankungen, die denen die Sauerstoffversorgung des Herzen beeinträchtigt sind, werden unter dem Begriff koronare Herzkrankheit (Kurz KHK) zusammengefasst.

Wie laufen die einzelnen Phasen der Herzfunktion ab?

Die Tätigkeit des Herzens besteht in einem rhythmischen Wechsel von Kontraktion und Erschlaffung, wobei die Kontraktion der Vorhöfe vor der Kontraktion der Kammern eintritt. Die Kontraktionsphase des Herzens wird als Systole bezeichnet, die Erschlaffungsphase als Diastole.

Betrachtet man die Tätigkeit des Herzens genauer, so lassen sich 4 verschiedene Funktionsphasen der Herzkammern unterscheiden:

1. Entspannungszeit: Das Blut strömt aus den Venen in die beiden Vorhöfe, dabei sind alle Klappen geschlossen. Die Phase nennt sich Ruhephase. Hier ist der erste Herzton zu hören.

2. Füllungszeit: Die Muskulatur der Herzkammern erschlafft und es herrscht ein niedriger Druck in den Herzkammern. Die Segelklappen zwischen Vorhof und Kammern öffnen sich, während die Taschenklappen geschlossen bleiben. Das Blut aus den Vorhöfen fließt in den Kammern. Diese Phase wird Diastole genannt.

3. Anspannungszeit: Die Muskulatur der Herzkammern kontrahiert. Da die Taschenklappen weiter geschlossen bleiben, steigt der Druck in den Herzkammern an und die Segelklappen schließen sich ebenfalls. Hier ist der zweite Herzton zu hören.

4. Austreibungszeit: Durch den erhöhten Druck in den Herzkammern öffnen sich jetzt die Aortenklappe und die Pulmonalklappe. Das Blut wird aus den Kammern in den großen und den kleinen Kreislauf ausgetrieben. Die Anspannungszeit und die Austreibungszeit zusammen nennt man Systole.

Bei der Blutdruckmessung gibt der obere Wert den Systolen-Druck an, der niedrigere Wert den Diastolen-Druck z.B.: 120/80

Wie erfolgt die Reizbildung- und Erregungsleitung am Herzen?

Das Herz schlägt und schlägt. Mal schnell und mal langsamer. Darauf haben wir willentlich keinen Einfluss. Wie das Herz trotzdem weiß, wie es arbeiten soll, das erfahren Sie hier.

Wie jeder andere Muskel im Körper braucht auch das Herz einen elektischen Impuls, um sich zusammen zuziehen. Bei einem Skelettmuskel erfolgt der Impuls über einen Nerv. Beim Herzen aber ist der Einfluss von Nervenfasern darauf beschränkt, die Herzarbeit bei Belastung an der veränderten Anforderungen anzupassen. Das Herz aber würde auch ohne die Steuerung der Nerven arbeiten, es kann nicht willentlich daran gehindert werden, zu schlagen (Eigentautonomie). Diese Unabhängigkeit besteht, weil die speziellen Museklzellen des Herzens die Fähigkeit haben, eine eigene Erregung aufzubauen und weiterzuleiten. Die Erregung – auch Aktionspotential genannt – geht bei einem gesunden Menschen vom sogenannten Sinusknoten aus. Er befindet sich im Bereich des rechten Vorhofes direkt unterhalb der Einmündungstelle der oberen Hohlvene in der Herzwand. Der Sinusknoten bestimmt die Frequenz, mit der das Herz schlägt. Deshalb wird er auch oft der „Schrittmacher des Herzens“ genannt. Ausgehend vom Sinusknoten setzt sich die Erregung über die Vorhofmuskulatur fort bis zum nächsten zentralen Bereich der Erregungsleitung, dem AV-Knoten. Der AV-Knoten oder Atrio-Ventrikular-Knoten, befindet sich im Grenzbereich zwischen Vorhof (Atrium) und Kammer (Ventrikel). Er nimmt die Signale aus dem Sinusknoten auf und leitet sie weiter an das HIS-Bündel, das am Grund des rechten Vorhofs in Richtung Kammerscheidewand verläuft. Im Bereich der Scheidewand teilt sich dann die Erregungsleitung in einen rechten und einen linken Kammerschenkel auf. Die Kammerschenkel verlaufen entlang der Scheidewand in Richtung Herzspitze und verzweigen sich dann weiter. Die feinen Strukturen der Endabzweigungen des Reizleitungssystems werden Purkinje-Fasern genannt.

Was passiert, wenn der Sinusknoten als Schrittmacher ausfällt?

Der Impuls geht vom Sinusknoten als dem Schrittmacher aus. Der Grund dafür ist, dass die Erregungsbildung im Sinusknoten ein ganz klein wenig schneller abläuft und die nachgeschalteten Zentren als Taktgeber „unterdrückt“. Ein intakter Sinusknoten lässt ein gesundes Herz etwa 60 – 100 mal schlagen. Fällt aber der Sinusknoten als Taktgeber aus, z.B. als Folge einer Erkrankung, so übernimmt als nächstes der AV-Knoten die Funktion des Taktgebers. Weil sich die Erregung aber im AV-Knoten langsamer aufbaut, schlägt das Herz dann nur noch mit etwa 40 – 60 Schlägen in der Minute. Sollte auch dessen Erregungsleitungssystem zusammenbrechen, kann das ventrikuläre Erregungsleitungssystem immer noch als tertiäres Zentrum eine Kammerautomatie (ca. 30 Impulse pro Minute) aufrecht erhalten.

Welche Systeme beeinflussen die Herzfrequenz bei Belastung?

Die Anpassung der Herzarbeit an körperlicher Tätigkeiten erfolgt durch das vegetative (autonome) Nervensystem. Eine Frequenzsteigerung über den Sinusknoten-Wert erfolgt durch Erhöhung des Parasympathikustonus (erregungshemmend).

Welche Leistung vollbringt das Herz?

Mit jedem Schlag pumpt das Herz eine Blutmenge, die auch beim erwachsenden Menschen nicht einmal ein kleines Sektglas füllen würde, aber es pumpt unentwegt, Tag und Nacht…

Diesen durchschnittlichen „Hubraum“ von 70 ml Blut pumpt das Herz bei normaler Frequenz etwa 70 mal pro Minute und damit etwa 5 Liter. Über den zeitraum eines Lebens sind das – umgerechnet aufs Gewicht – etwa 180.000 Tonnen Das entspricht dem vierfachen Gewicht der „Titanic“.

Warum kann die Herzfrequenz nicht endlos gesteigert werden?

Angenommen das Schlagvolumen bleibt immer gleich, erhöht sich das Herzvolumen analog mit der Herzfrequenz. Dies führt zu einer Begrenzung der Herzfrequenz:

Je schneller die Herzfrequenz wird, desto kürzer wird bei nur geringfügig verkürzter Kontraktionsphase (Systole) die Erschlaffungsphase (Diastole), so dass für die Kammerfüllung (Ventrikel) entsprechend weniger Zeit zur Verfügung steht.

Den Grenzwert stellt eine Herzfrequenz von mehr als 180 bis 200 Schlägen pro Minute dar; bei dieser Frequenz kann der Ventrikel nicht mehr ausreichend gefüllt werden.

Warum braucht das Herz nach jedem Schlag eine kleine Pause?

 

Die Stärke der Herzmuskel-Kontraktion steigt, wenn die Intensität des Stroms verstärkt wird. Das bedeutet: Starker Reiz – starke Reaktion. Beim Herzen gilt das „Alles-oder-Nichts-Prinzip“: Entweder der Reiz ist stark genug, das der herzmuskel kontrahiert, oder nicht. Eine Steigerung der Stromstärke führt nicht zu einemkräftigeren Herzschlag. Ist dann ein Herzschlag erfolgt, so tritt eine winzige Ruhepause von etwa 0.3 Sekunden ein, in der der Herzmuskel nicht erregt werden kann. Man nennt diese Ruhephase auch Refraktärzeit (refraktär = unempfänglich). Durch die Refraktärzeit ist das Herz vor einer zu schnellen Folge von Kontraktionen geschützt. Die „Pause“ ist für das Herz sehr wichtig, denn in dieser Phase füllen sich die Kammern mit Blut, dass dann bei einer erneuten Kontraktion ausgeworfen wird. Wird die Refraktärzeit zu kurz, kann nur wenig Blut in die Kammern strömen und bei einem Herzschlag ausgeworfen werden. Kurz vor Ende der Refraktärzeit sind die Fasern des Erregungsleitungssystems schon wieder teilweise erregt. Tritt in dieser Phase ein Reiz ein, entsteht ein rasend schneller Herzschlag, der so geringe Blutmengen durch den Körper bewegt, das kein Pulsschlag mehr festgestellt werden kann.

Das sogenannte Kammerflimmern ist ein potentiell lebensbedrohender Zustand. Beträgt die Herzfrequenz zwischen 200 und 300/min spricht man vom Kammerflattern. Das Kammerflattern führt ohne sofortiger erfolgreicher Therapie immer zum Kammerflimmern (> 300/min) (Sekundenherztod).

Eine Ursache für Kammerflimmern ist z.B. ein Elektrounfall.

Leistungsgrenze der Herzfrequenz

  • Grenzwert: Herzfrequenz von mehr als 180 bis 200 Schlägen pro Minute

→ Ventrikel werden nicht mehr ausreichend gefüllt

  • gesunde Untrainierte: die Leistungssteigerung durch Beschleunigung der Herzfrequenz auf das Zweieinhalb- bis Dreifache des Ruhewertes beschränkt
  • Trainierte: im Ruhestand ist die Herzfrequenz gering, das Schlagvolumen jedoch hoch

→ bei 40 Schlägen pro Minute ist daher eine Steigerung bis zum Fünffachen des Ausgangswertes möglich!!!

Welche Rhytmusstörungen spielen im Zusammenhang mit Schmerzmitteln eine Rolle?

Arrhytmien

Rhytmusstörungen ist ein Sammelbegriff für alle Krankheiten oder sonstige Störungen, bei denen das Herz nicht im richtigen Takt schlägt.

Bradykardie

Von einer Bradykardie sprict man, wenn die Herzschlagfolge weniger als 60/min beträgt.

Tachykardie

Von einer Tachykardie sprict man, wenn die Herzschlagfolge 100/min überschreitet.

Palpitation

Palpitation oder Herzunruhe ist ein Sammelbegriff für Herzstolpern, -klopfen und -jagen. Anders ausgedrückt: jeder unregelmäßige oder zu schnelle Puls.

Welche Bedeutung hat das QT-Intervall?

Bild eines Elektrokardiogramm

Bild eines Elektrokardiogramm

Das Elektrokardiogramm (EKG) misst die elektrischen Spannunge, die bei Herzerregung auftreten und bis an die Körperoberfläche reichen.

In den letzten Jahren ist der Einfluss von pharmazeutischen Wirkstoffen auf das QT-Intervall immer stärker in den Vordergrund gerückt.

Hierbei steht vor allem die QT-Intervallveränderung im Vordergrund. Dies kann eine lebensbedrohliche ventrikuläre Tachyarrythmie hervorrufen, die in Kammernflimmern enden kann.

Legende zu Abbildung  Elektrokardiogramm:

P-Q Intervall = Zeit zwischen Erregungsbeginn der Vorhöfe und dem der Kammern

Q-T Intervall = Zet vom Beginn der Q-Depolarisation bis zum Ende der T-Zacke (Repolarisation) entspricht somit der ventrikulären Systole

Was ist eine Herzinsuffizienz?

Definition (nach H.Roskamm und H.Reindell):

Eine Herzinsuffizienz liegt vor, wenn das Herz trotz ausreichenden Blutangebots und Füllungsdruck den Organismus in Ruhe und während Belastung nicht mehr genügend mit Blut versorgt.

Die Zeichen der Herzinsuffizienz sind dabei die Verminderung der Leistungsfähigkeit und das Auftreten von Kompensationsmechanismen (z.B. Hypertrophie des Herzen, Steigerung der Herzfrequenz).

Die wichtigsten Ursachen, die zur Herzinsuffizienz führen sind:

  • Herzinsuffizienz auf der Basis einer Hypertonie (Bluthochdruck)
  • Direkte Schäden an den Herzmuskeln
  • Herzinsuffizienz durch Klappenfehler

Die gefürchtete Komplikation der Koronarinsuffizienz ist der Herzinfarkt.

Unter einem Herzinfarkt (Myokardinfarkt) versteht man eine kompakte Nekrose eines umschriebenen Herzmuskelbezirkes. Die Ursache hierfür ist eine längere dauernde kritische Herabsetzung oder völliger Unterbrechung seiner Blutversorgung.

Die häufigste Ursache eines Herzinfarktes ist der plötzliche Verschluss eines Koronararterienastes.

Klinisches Bild der Herzinsuffizienz

  • Akutes oder chronisches Unvermögen des Herzen, bei Belastung oder in Ruhe, den für Stoffwechsel erforderlichen Blutauswurf aufzubringen bzw. den venösen Rückfluss aufzunehmen (Kontraktionsschwäche des Herzmuskels).
  • Führt zu Veränderungen am peripheren Kreislauf, Störung der Atmung und des Elektrolytstoffwechsels sowie verminderter Leistungsfähigkeit der Skelettmuskulatur.
  • Das Herz versucht durch ein erhöhtes Wachstum (Hypertrophie) bzw. eine Steigerung der Herzfrequenz die Insuffizienz zu kompensieren.

Was sind die Hauptsymptome der Koronarinsuffizienz?

Die Angina pectoris stellt die klinische Erscheinungsform einer Koronarinsufizienz, d.h. eines Missverhältinisses zwischen Sauerstofbedarf und Sauerstoffangebot des Herzen, dar.

Was macht die Angina pectoris so gefährlich?

Durch den Angina pectoris Schmerz kommt es zur Angst-Reation, dieser psychische Stress führt über eine Sympathikusreizung zu vermehrter Herzarbeit, was eine Zunahme des Sauerstofbedarfs bedeutet und somit das Missverhältnis erhöht.

Damit ist der Teufelskreis geschlossen.

Angina Pectoris

Angina Pectoris

Ursachen für Angina pectoris

  • Koronarsklerose
  • vegetative Fehlsteuerung
  • Arrythmien
  • Herzinsuffizienz
  • überhöhter Sauerstoffbedarf

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