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Das Kreislaufsystem und das Herz

(Herz und Kreislaufsystem)

Mit jedem Schlag schickt das Herz Blut durch unseren Körper und transportiert Sauerstoff und Nährstoffe zu all unseren Zellen. Jeden Tag fließen 7.571 Liter Blut durch etwa 96.560 Kilometer Blutgefäße, die sich verzweigen und kreuzen und die Zellen unserer Organe und Körperteile miteinander verbinden. Die lebenswichtige Ressource unseres Körpers ist das Herz und das Kreislaufsystem (auch Herz-Kreislauf-System genannt), das alles umfasst, vom schwerfälligen Herzen bis zu unseren dicksten Arterien und sogar Kapillaren, die so dünn sind, dass man sie nur mit einem Mikroskop sehen kann.

Was sind das Kreislaufsystem und das Herz?

Das Kreislaufsystem besteht aus dem Herzen und den Blutgefäßen, einschließlich Arterien, Venen und Kapillaren. Unser Körper hat eigentlich zwei Kreislaufsysteme: Der Lungenkreislauf ist ein Kurzschluss vom Herzen zur Lunge und zurück zum Herzen, und der systemische Kreislauf (das System, das wir normalerweise als unser Kreislaufsystem bezeichnen) schickt das Blut vom Herzen zu allen Teilen unseres Körpers und dann zurück zum Herzen.

Das Herz ist das Schlüsselorgan des Kreislaufsystems. Die Hauptfunktion dieser Hohlmuskelpumpe besteht darin, das Blut durch den Körper zu pumpen. Normalerweise schlägt es zwischen 60 und 100 Mal pro Minute, aber wenn es nötig ist, kann es auch viel schneller schlagen. Es schlägt ungefähr 100.000 Mal pro Tag, mehr als 30 Millionen Mal pro Jahr und ungefähr 2,5 Milliarden Mal während eines 70-jährigen Lebens.

Das Herz empfängt Nachrichten vom Körper, die ihm sagen, wann es mehr oder weniger Blut pumpen soll, je nach den Bedürfnissen der Person. Wenn wir schlafen, pumpt es gerade so viel, wie der Körper im Ruhezustand an Sauerstoff benötigt. Wenn wir Sport treiben oder ängstlich sind, pumpt unser Herz schneller, um die Sauerstoffversorgung zu erhöhen.

Das Herz hat vier Kammern, die von dicken Muskelwänden umgeben sind. Sie liegt zwischen den Lungen und auf der linken Seite der Brusthöhle. Der untere Teil des Herzens ist in zwei Kammern unterteilt, den rechten und den linken Ventrikel, die das Blut aus dem Herzen pumpen. Die Herzkammern sind durch eine Wand, das sogenannte Septum interventricularis, getrennt.

Der obere Teil des Herzens besteht aus zwei weiteren Kammern, dem rechten und dem linken Vorhof. Der rechte und der linke Vorhof nehmen das in das Herz einströmende Blut auf. Eine Wand, die so genannte Vorhofscheidewand, trennt den rechten und den linken Vorhof, die durch die Atrioventrikularklappen von den Herzkammern getrennt sind. Die Trikuspidalklappe trennt den rechten Vorhof von der rechten Herzkammer, und die Mitralklappe trennt den linken Vorhof von der linken Herzkammer.

Zwei weitere Herzklappen trennen die Herzkammern und die großen Blutgefäße, die das Blut aus dem Herzen transportieren. Diese Klappen heißen Pulmonalklappe, die die rechte Herzkammer von der zur Lunge führenden Lungenarterie trennt, und Aortenklappe, die die linke Herzkammer von der Aorta, dem größten Blutgefäß des Körpers, trennt.

Die Blutgefäße, die das Blut aus dem Herzen herausführen, heißen Arterien. Sie sind die dicksten Blutgefäße mit muskulösen Wänden, die sich zusammenziehen, um das Blut vom Herzen weg und durch den Körper zu transportieren. Im systemischen Kreislauf wird sauerstoffreiches Blut vom Herzen in die Aorta gepumpt. Diese riesige Arterie wölbt sich von der linken Herzkammer aus nach oben und hinten, führt dann die Wirbelsäule hinauf und in den Bauchraum. Im Anfangsteil der Aorta trennen sich zwei Koronararterien und teilen sich in ein Netz kleinerer Arterien auf, die die Herzmuskeln mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgen.

Im Gegensatz zur Aorta führt die andere Hauptarterie des Körpers, die Lungenarterie, Blut mit geringem Sauerstoffgehalt. Von der rechten Herzkammer aus teilt sich die Pulmonalarterie in einen rechten und einen linken Ast, die zur Lunge führen, wo das Blut Sauerstoff aufnimmt.

Die Wände der Arterien

Die Wände der Arterien haben drei Membranen:

• Das Endothel oder die Tunica intima befindet sich auf der Innenseite und bietet eine glatte Auskleidung, durch die das Blut fließt, wenn es sich durch die Arterie bewegt;
• die Tunica media ist der mittlere Teil der Arterie, der aus einer Schicht von Muskeln und elastischem Gewebe besteht;
• die Tunica adventitia ist die harte Hülle, die den äußeren Teil der Arterie schützt.

Auf ihrem Weg vom Herzen weg verzweigen sich die Arterien in Arteriolen, die kleiner und weniger elastisch sind.

Die Blutgefäße, die das Blut zum Herzen zurückführen, heißen Venen. Sie sind nicht so muskulös wie die Arterien, enthalten aber Klappen, die den Rückfluss des Blutes verhindern. Die Venen haben die gleichen drei Membranen wie die Arterien, sind aber dünner und weniger flexibel. Die beiden längsten Venen sind die Vena cava superior und die Vena cava inferior. Die Begriffe superior und inferior bedeuten nicht, dass eine Vene besser ist als die andere, sondern dass sie sich oberhalb und unterhalb des Herzens befinden.

Ein Netz von winzigen Kapillaren verbindet die Arterien und Venen. Obwohl sie winzig sind, gehören die Kapillaren zu den wichtigsten Bestandteilen des Kreislaufsystems, da über sie Nährstoffe und Sauerstoff zu den Zellen gelangen. Außerdem werden über die Kapillaren auch Abfallprodukte – wie Kohlendioxid – ausgeschieden.

Was machen das Kreislaufsystem und das Herz?

Das Kreislaufsystem arbeitet mit anderen Systemen im Körper zusammen. Es versorgt unseren Körper mit Sauerstoff und Nährstoffen, indem es mit dem Atmungssystem zusammenarbeitet. Gleichzeitig hilft das Kreislaufsystem, Abfallstoffe und Kohlendioxid aus dem Körper zu transportieren. Hormone (die vom endokrinen System produziert werden) werden auch durch das Blut in unserem Kreislaufsystem transportiert. Als chemische Botenstoffe des Körpers übertragen Hormone Informationen und Anweisungen von einer Zelle zur anderen. Eines der vom Herzen produzierten Hormone trägt beispielsweise dazu bei, die Salzausscheidung aus dem Körper durch die Nieren zu steuern.

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, welchen Prozess das Herz Ihres Kindes durchläuft? Das passiert folgendermaßen. Ein vollständiger Herzschlag ist ein Herzzyklus, der aus zwei Phasen besteht. Wenn das Herz schlägt, ziehen sich die Herzkammern zusammen (dies wird als Systole bezeichnet), wodurch das Blut in den Lungen- und Körperkreislauf gelangt. Dies sind die Klänge, die wir hören, wenn wir einem Herzen zuhören. Die Herzkammern entspannen sich dann (dies wird Diastole genannt) und füllen sich mit Blut aus den Vorhöfen.

Ein einzigartiges elektrisches Leitungssystem im Herzen sorgt dafür, dass das Herz in einem regelmäßigen Rhythmus schlägt. Der Sinusknoten (SA-Knoten), ein kleiner Gewebebereich in der Wand des rechten Vorhofs, sendet ein elektrisches Signal, um die Kontraktion des Herzmuskels einzuleiten. Dieser Knoten wird als „Schrittmacher des Herzens“ bezeichnet, da er die Frequenz des Herzschlags bestimmt und den Rest des Herzens veranlasst, sich im Rhythmus mit ihm zusammenzuziehen. Diese elektrischen Impulse veranlassen zunächst die Vorhöfe, sich zusammenzuziehen, und wandern dann zum Atrioventrikularknoten (AV-Knoten) hinunter, der als Relaisstation fungiert. Von dort aus wandert das elektrische Signal durch die rechte und die linke Herzkammer, wodurch sich diese zusammenziehen und das Blut in die Hauptarterien ausstoßen.

Im systemischen Kreislauf fließt das Blut von der linken Herzkammer zur Aorta und zu allen Organen und Geweben des Körpers und kehrt dann in den rechten Vorhof zurück. Die Arterien, Kapillaren und Venen des systemischen Kreislaufsystems sind die Kanäle, durch die diese lange Reise stattfindet. In den Arterien angekommen, fließt das Blut in die Arteriolen und dann in die Kapillaren. In den Kapillaren versorgt der Blutstrom die Körperzellen mit Sauerstoff und Nährstoffen und sammelt Abfallstoffe. Das Blut fließt dann durch die Kapillaren zurück in die Venolen und dann in größere Venen, bis es die Hohlvene erreicht. Das Blut aus dem Kopf und den Armen fließt durch die obere Hohlvene zum Herzen zurück, während das Blut aus den unteren Körperteilen durch die untere Hohlvene fließt. Beide Venae cavae leiten das sauerstoffarme Blut in den rechten Vorhof. Von hier aus füllt das Blut die rechte Herzkammer und wird dann in den Lungenkreislauf gepumpt, um mehr Sauerstoff zu erhalten.

Im Lungenkreislauf wird sauerstoffarmes, aber kohlendioxidreiches Blut aus der rechten Herzkammer in die Lungenarterie gepumpt, die sich in zwei Richtungen verzweigt. Der rechte Zweig geht in die rechte Lunge und umgekehrt. In der Lunge gliedern sich diese Äste in Kapillaren auf. Das Blut fließt langsamer durch diese winzigen Gefäße, so dass mehr Zeit für den Gasaustausch zwischen den Kapillarwänden und den Millionen von Alveolen, den winzigen Luftsäcken in der Lunge, bleibt. Während dieses Prozesses, der „Oxygenierung“ genannt wird, erhält der Blutkreislauf Sauerstoff. Der Sauerstoff bindet sich an ein Molekül in den roten Blutkörperchen, das Hämoglobin. Das frisch mit Sauerstoff angereicherte Blut verlässt die Lunge über die Lungenvenen und kehrt zum Herzen zurück. Es tritt durch den linken Vorhof in das Herz ein und füllt dann die linke Herzkammer, um in den Körperkreislauf gepumpt zu werden.

Probleme, die durch Fehlfunktionen des Kreislaufsystems und des Herzens entstehen

Probleme mit dem Herz-Kreislauf-System sind weit verbreitet; mehr als 64 Millionen Amerikaner haben irgendeine Art von Herzproblem. Aber Herz-Kreislauf-Probleme betreffen nicht nur ältere Menschen: Viele Herz- und Kreislaufprobleme betreffen auch Kinder und Jugendliche.

Herz- und Kreislaufprobleme werden in zwei Kategorien eingeteilt: angeborene, d. h. bei der Geburt vorhandene Probleme, und erworbene, d. h. Probleme, die sich irgendwann im Säuglings-, Kindes-, Jugend- oder Erwachsenenalter entwickelt haben.

Angeborene Fehler. Angeborene Herzfehler sind Anomalien in der Struktur des Herzens, die bei der Geburt vorhanden sind. Ungefähr acht von 1.000 Neugeborenen haben angeborene Herzfehler, die von leicht bis schwer reichen. Angeborene Herzfehler treten während der Entwicklung des Fötus im Mutterleib auf, und es ist meist nicht bekannt, warum sie entstehen. Einige, aber nicht die meisten, angeborenen Herzfehler werden durch genetische Veränderungen verursacht. Allen angeborenen Herzfehlern ist jedoch gemeinsam, dass es sich um eine abnorme oder unvollständige Entwicklung des Herzens handelt.

Ein häufiges Zeichen für einen angeborenen Herzfehler ist ein Herzgeräusch. Ein Herzgeräusch ist ein abnormales Geräusch (wie ein pustendes oder zischendes Geräusch), das durch Abhören des Herzens festgestellt wird. Ärzte stellen Herzgeräusche in der Regel fest, wenn sie bei einer Routineuntersuchung das Herz mit einem Stethoskop abhören. Herzgeräusche sind bei Kindern sehr häufig und können durch angeborene Herzfehler oder andere Herzprobleme verursacht werden.

Zu den erworbenen Herzfehlern zählen:

Arrhythmusstörungen. Herzrhythmusstörungen, auch Dysrhythmie genannt, sind Rhythmusstörungen des Herzens. Herzrhythmusstörungen können durch einen angeborenen Herzfehler verursacht oder später erworben werden. Bei einer Arrhythmie kann der Herzrhythmus unregelmäßig, abnorm schnell oder abnorm langsam sein. Herzrhythmusstörungen können in jedem Alter auftreten und bei einer Routineuntersuchung entdeckt werden. Je nach Art der Rhythmusstörung werden Herzrhythmusstörungen mit Medikamenten, Operationen oder Herzschrittmachern behandelt.

Kardiomyopathie. Die Kardiomyopathie ist eine chronische Erkrankung, die den Herzmuskel (Myokard) schwächt. Typischerweise befällt diese Krankheit zunächst die unteren Herzkammern, die Ventrikel, und schädigt dann im weiteren Verlauf die Muskelzellen und sogar das Gewebe, das das Herz umgibt. In ihrer schwersten Ausprägung kann diese Krankheit zum Herzstillstand und sogar zum Tod führen. Kardiomyopathie ist die häufigste Ursache für Herztransplantationen bei Kindern.

Arteriokoronare Herzkrankheit. Die häufigste Herzerkrankung bei Erwachsenen, die koronare Herzkrankheit, wird durch Atherosklerose verursacht. An den Innenwänden der Koronararterien (den Blutgefäßen, die das Herz versorgen) bilden sich Ablagerungen aus Fett, Kalzium und abgestorbenen Zellen, so genannte „atherosklerotische Plaques“, die den normalen Blutfluss behindern. Die Blutzufuhr zum Herzmuskel kann sogar unterbrochen werden, wenn sich in einem Herzkranzgefäß ein Thrombus, also ein Gerinnsel, bildet, was zu einem Herzinfarkt führen kann. Bei einem Herzinfarkt (auch Myokardinfarkt genannt) wird das Herz durch Sauerstoffmangel geschädigt. Wenn der Blutfluss nicht innerhalb von Minuten wiederhergestellt wird, nimmt die Schädigung des Muskels zu und die Fähigkeit des Herzens, Blut zu pumpen, kann beeinträchtigt werden. Wenn das Gerinnsel innerhalb weniger Stunden aufgelöst werden kann, lassen sich die Schäden am Herzen verringern. Herzinfarkte sind bei Kindern und Jugendlichen nicht häufig.

Hohes Cholesterin

Hyperlipidämie/Hypercholesterinämie (hoher Cholesterinspiegel). Cholesterin ist eine wachsartige Substanz, die in den Körperzellen, im Blut und in einigen Lebensmitteln vorkommt. Überschüssiges Cholesterin im Blut, auch bekannt als „Hypercholesterinämie“ oder „Hyperlipidämie“, ist ein wichtiger Risikofaktor für Herzkrankheiten und kann zu einem Herzinfarkt führen.

Cholesterin wird in der Blutbahn durch Lipoproteine transportiert. Die wichtigsten Arten von Lipoproteinen sind Low-Density-Lipoproteine (LDL) und High-Density-Lipoproteine (HDL). Ein hoher LDL-Cholesterinspiegel (schlechtes Cholesterin) erhöht das Risiko für koronare Herzkrankheiten und Schlaganfälle, während ein hoher HDL-Cholesterinspiegel (gutes Cholesterin) vor diesen Risiken schützt.

Ein Bluttest kann zeigen, ob der Cholesterinspiegel einer Person zu hoch ist. Der Cholesterinspiegel eines Kindes ist normal, wenn er zwischen 170 und 199 mg/dL liegt, und gilt als erhöht, wenn er über 200 mg/dL liegt.

Ungefähr 10 % der Jugendlichen im Alter von 12 bis 19 Jahren haben einen erhöhten Cholesterinspiegel, der sie einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen aussetzt.

Bluthochdruck (Hypertonie). Bluthochdruck liegt vor, wenn der Blutdruck einer Person deutlich über dem Normalwert liegt. Im Laufe der Zeit kann es das Herz und die Arterien sowie andere Organe im Körper schädigen. Zu den Symptomen von Bluthochdruck gehören Kopfschmerzen, Nasenbluten, Schwindel und Übelkeit. Bei Säuglingen, Kindern und Jugendlichen kann es zu Bluthochdruck kommen, der durch genetische Faktoren, Übergewicht, Ernährung, Bewegungsmangel und Herz- oder Nierenerkrankungen verursacht werden kann.

Kawasaki-Krankheit. Die Kawasaki-Krankheit (auch als mukokutanes Ganglion-Syndrom bekannt) betrifft die Schleimhäute (die Auskleidung von Mund und Atemwegen), die Haut und die Ganglien (Teil des Immunsystems). Die Kawasaki-Krankheit kann auch Vaskulitis, eine Entzündung der Blutgefäße, verursachen. Dies kann alle großen Arterien im Körper betreffen, einschließlich der Koronararterien, die das Herz mit Blut versorgen. Sie kann auch zu einer Entzündung des Herzmuskels führen, einer so genannten Myokarditis. Wenn sich die Koronararterien entzünden, kann ein Kind Aneurysmen entwickeln, d. h. geschwächte, geschwollene Bereiche in den Wänden der Arterien. Dadurch erhöht sich das Risiko, dass sich in diesem geschwächten Bereich ein Blutgerinnsel bildet, das die Arterie verstopfen und möglicherweise zu einem Herzinfarkt führen kann. Neben den Herzkranzgefäßen können sich auch der Herzmuskel, die Auskleidung, die Herzklappen und die äußere Membran, die das Herz umgibt, entzünden. Herzrhythmusstörungen (Veränderungen im normalen Herzschlagmuster) können auftreten oder eine Funktionsstörung einiger Herzklappen verursachen. In den Vereinigten Staaten hat die Kawasaki-Krankheit das rheumatische Fieber als Hauptursache für erworbene koronare Herzerkrankungen bei Kindern überholt.

Rheumatische Herzerkrankungen. Rheumatisches Fieber, in der Regel die Folge einer unbehandelten Streptokokkeninfektion, kann zu dauerhaften Schäden am Herzen und sogar zum Tod führen. Sie tritt am häufigsten bei Kindern im Alter zwischen 5 und 15 Jahren auf und beginnt, wenn die Antikörper, die der Körper zur Bekämpfung der Streptokokkeninfektion produziert, andere Teile des Körpers angreifen. Die Antikörper reagieren auf das Gewebe der Herzklappen wie auf Streptokokkenbakterien und führen dazu, dass sich die Herzklappen erweitern und vernarben. Auch der Herzmuskel kann sich entzünden oder geschwächt werden. Wenn eine Streptokokkeninfektion rechtzeitig mit Antibiotika behandelt wird, kann diese Komplikation in der Regel vermieden werden.

Schlaganfall. Zu einem Schlaganfall kommt es, wenn die Blutzufuhr zum Gehirn unterbrochen wird oder wenn ein Blutgefäß im Gehirn reißt und Blut in einen Bereich des Gehirns ausströmt, wodurch die Gehirnzellen geschädigt werden. Kinder und Säuglinge, die einen Schlaganfall erleiden, können sich plötzlich schwach oder gefühllos fühlen, vor allem auf einer Seite des Körpers, und können plötzliche, starke Kopfschmerzen, Übelkeit oder Erbrechen sowie Schwierigkeiten beim Sehen, Sprechen, Gehen oder Bewegen haben. In der Kindheit sind Schlaganfälle selten.

Reichlich Bewegung, eine nährstoffreiche Ernährung, ein gesundes Gewicht und regelmäßige ärztliche Untersuchungen sind die besten Mittel, um ein gesundes Herz zu erhalten und langfristige Probleme wie Bluthochdruck, hohe Cholesterinwerte und Herzkrankheiten zu vermeiden.

Geprüft von: Steven Dowshen, MD
Prüfungsdatum: Mai 2010