Das Herz. Bau Funktion Aufgaben

Transkript

1 Das Herz Bau Funktion Aufgaben 2011

2 Lehrplanbezug A Bau und Leistung der Kreislauforgane: Herz, Arterien, Kapillaren, Venen Eingehen auf Lungen- und Körperkreislauf Gesundheitserziehung: Herz- und Kreislauferkrankungen, Darlegen der Risikofaktoren; Bedeutung vorbeugender Maßnahmen Symbolwert des Herzens: Kunstgeschichte, Geschichte, Philosophie Inhaltsverzeichnis A Lehrplanbezug S. 3 B Einleitende Informationen S. 4 C Auflistung aller Medien mit Inhaltsbeschreibung S. 5 D Grafische Darstellung der Programmierung S. 8 E Informationen zur Benutzung dieser DVD S. 10 F ROM-Teil S. 11 G Bonusmaterial S. 16 H Danksagung S. 17 I Impressum S

3 B Einleitende Informationen Auflistung aller Medien mit Inhaltsbeschreibung C Seit dem 4. Jahrhundert v. Chr. versuchen Forscher und Mediziner, dem Rätsel des Herzens und seiner Bedeutung für den Blutkreislauf auf den Grund zu gehen. Im 2. Jahrhundert n. Chr. bereits konnte Galenos herausfinden, dass die Adern Blut transportieren und nicht - wie vorher angenommen - auch mit Luft gefüllt sind. Er glaubte, dass aus venösem Blut arterielles Blut wurde, in dem es durch die Herzscheidewand von der rechten in die linke Herzkammer sickerte. Der arabische Arzt Ibn an Nafis schließlich entdeckte als erster den Lungenkreislauf, nur fand seine Erkenntnis nicht den Weg bis nach Europa, so dass erst W. Harvey 1628 den Blutkreislauf korrekt beschrieb, das komplexe Zusammenspiel von Herz, Lunge und Blutkreislauf. Aber erst nach der Erfindung des Mikroskops konnte der Austausch von venösem und arteriellem Blut in den Kapillaren nachgewiesen werden. Thema 1: Das Herz: Symbol und Pumpe Film Einführung (2 min.) Die 24 jährige Erika lässt sich vor unserer Kamera ein stilisiertes Herz mitten auf die Brust tätowieren. Wofür steht dieses Symbol, dass es ihr buchstäblich so unter die Haut gehen muss? Sie und andere junge Menschen beschreiben, welche Gefühle und Hoffnungen sie mit dem Symbol des Herzens verbinden. Weise Sprüche, Zitate und drastische Praktiken aus aller Welt vermitteln einen Eindruck von der Meta-Ebene dieses beeindruckenden Organs. Bis heute ist das Herz Gegenstand der Forschung und für Überraschungen gut. So konnte erst in jüngster Zeit bewiesen werden, dass das Herz seine Zellen in geringem Umfang neu bilden kann. Viele Erkrankungen des Herzens, ob angeboren oder zivilisationsbedingt, können immer besser behandelt werden, die Betroffenen haben viel bessere Überlebenschancen. Teile des Herzens werden ersetzt und sogar die Transplantation des ganzen Organs ist heute medizinischer Alltag. Und immer wichtiger für Ärzte und Patienten ist auch die Bedeutung psychischer Faktoren für die Funktion des Herzens. Ängste, Depressionen und der vielbeschworene Stress bleiben für das Herz nicht ohne negative Folgen. Unzählige Liedtexte, Gedichte, Gesten und Liebesbriefe beschwören das Herz als Sitz der Gefühle, denn es reagiert spürbar auf die Reize von außen, beginnt zu rasen oder verliert seinen Rhythmus. Bereits 21 Tage nach der Entstehung eines neuen Menschen beginnt das Herz zu schlagen. Und wenn es aufhört, kann das nur eines bedeuten. Das sind Gründe genug, eine DVD zu produzieren, die den Schülerlnnen einerseits die elementare Bedeutung dieses Organs bewusst macht und andererseits ihnen auch die Bedeutung für den gesamten Organismus erklärt. Mit Hilfe der angebotenen Materialien wird der Blick aber nicht nur auf das rein Biologische fixiert. In einer Art Bild- und Wortmontage wird auf die Symbolik des Herzens im Wandel der Zeit eingegangen. Thema 2: Eryth stellt das Herz vor Film Bau und Aufgaben des Herzens (12 min.) In einer ansprechenden, dreidimensionalen Animation tauchen wir ein in den Motor unseres Organismus, lernen das Herz mit seinen Vorhöfen, Kammern, Klappen und Blutgefäßen kennen. Aufhänger ist ein einzelnes rotes Blutkörperchen, Eryth, das - mit einem kleinen Gesicht und einer Stimme versehen - von seiner Reise durch den Körper erzählt und von der Funktion des Herzens für seine Reise berichtet. Es erzählt von der Menge der transportierten Blutkörperchen, immerhin drei Kilogramm in der Minute, und von den anderen Kollegen, den Leukozythen, Thrombozythen, und ihrer jeweiligen Funktion. Vor allem aber kennt das rote Blutkörperchen den Gasaustausch in den Arterien, die um die Lungenbläschen und die Zellen liegen. In der Lunge wird es mit Sauerstoff beladen und gibt Kohlendioxid ab. Bei den Körperzellen ist es umgekehrt: Es gibt Sauerstoff ab und nimmt Kohlendioxid auf. Dadurch kennt Eryth natürlich den Lungen- und Körperkreislauf und die Funktion des Herzens bis in jedes Detail. 4 5

4 C Vor dem Infarkt (12 min.) Gezeigt wird die Herzkatheter-Untersuchung eines Patienten, der durch seine ungesunde Lebensweise, z.b. Zigarettenkonsum und Übergewicht, typische Probleme am Herzen hat. Die das Herz selbst versorgenden Blutgefäße, die Koronararterien, sind an mehreren Stellen vermindert durchlässig, bzw. vollständig durch sogenannte gefäßsklerotische Veränderungen verschlossen. Brandgefährlich sind diese Durchblutungsstörungen für den Herzmuskel, die Hauptursache für den Herzinfarkt. Die Gründe für die Verengungen und Verstopfungen von Herzkranzgefäßen sind im Verhalten oft schon von Jugendlichen zu suchen. Wie diese Arterien und die Verengungen aussehen, erkennt man bei der Herzkatheter-Untersuchung durch ein eingespritztes Kontrastmittel. Prof. Dr. Massberg vom Münchner Herzzentrum spricht während der Untersuchung mit dem wachen Patienten und informiert ihn genau über seine Vorgehensweise und den Sinn und Zweck der Behandlung, bei der die Arterien mechanisch von Verschlüssen und Verengungen befreit werden. Er drückt sich dabei allgemeinverständlich aus und spricht auch die Ursachen für diese häufigen Probleme am Herzen an. Der behandelnde Arzt erklärt, dass auch jetzt, nach der Behandlung, noch Einiges am Lebensstil geändert werden und so dem Herzen genützt werden kann. Rauchen und Übergewicht vermeiden und tägliche Bewegung sind Punkte, die genannt werden, aber auch psychische Probleme sollen nicht einfach als gegeben hingenommen werden. Wer diese Regeln beachtet, auch und gerade in jungen Jahren, kann es sich ersparen, eines Tages wie der Patient im Film auf dem Behandlungstisch zu liegen Funktion des Herzens (2 min.) In diesem gesonderten Modul wird das Klappensystem des Herzens ganz genau und ausführlich in 3-D-Animationen gezeigt. Das Modul beginnt mit der rechten Herzseite. Das venöse Blut kommt über die letzte Venenklappe in den rechten Vorhof. Von dort gelangt es über die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer und dann weiter durch die Pulmonalklappe in die Lungenarterie. Auf der linken Seite kommt das Blut über die Lungenarterie in den linken Vorhof. Von dort über die Mitralklappe in die linke Herzkammer und dann geht es weiter in die Aortenklappe in die großen Körperarterien. Grafik Bestandteile des Bluts Diese Grafik zeigt in einem Reagenzglas die festen und flüssigen Bestandteile des Bluts, die zelligen Bestandteile und das Blutplasma. Zusätzlich informiert die Grafik über die Aufgaben der Bestandteile: Z.B. rote Blutkörperchen (Erythrozyten) sorgen für den Gasaustausch - Sauerstoff und Kohlendioxid -, die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) sorgen für die Abwehr von Krankheitserregern, Serum für den Transport von Nähr- und Abfallstoffen Das Herzklappensystem (mit Lösung) Die Grafik zeigt in einer Folge von vier Grafiken den Blutfluss durch das Herz mit den entsprechenden geöffneten und geschlossenen Klappen. Bild Geschlossenes Herz (Schwein) Realaufnahme eines Schweineherzens. (Vorder- und Rückansicht). Man erkennt gut die beiden Herzhälften, unterteilt von den Koronargefäßen Geöffnetes Herz (mit Lösung) Ein dreidimensionales, geöffnetes Herz. Man erkennt gut das Gefäßsystem und die Herzkammern. In der Lösung findet man die einzelnen Bezeichnungen für Kammern, Klappen und Gefäße Herz mit Gefäßsystem Das Herz mit den beiden Blutkreisläufen, dem Lungen- und Körperkreislauf Bestandteile des Bluts Auf diesem Foto sieht man die wichtigsten Bestandteile des Bluts: die Erythrozyten, die Leukozyten und Thrombozyten. Es handelt sich um ein Foto, das mit Hilfe eines Elektronenraster-Mikroskops gemacht wurde und eine mehrere tausendfache Vergrößerung darstellt. C 6 7

5 D Grafische Darstellung der Programmierung 1. Das Herz: Symbol und Pumpe 2. Eryth stellt das Herz vor Lexikon Focus-multimedia. Film 2 1 Film Einführung (2 Min.) Lexikon Bau und Funktion des Herzens (12 Min.) Vor dem Infarkt (12 Min.) Funktion des Herzens (2 Min.). Grafik Bestandteile des Bluts Das Herzklappensystem. Bilder Geschlossenes Herz (Schwein) Geöffnetes Herz (mit Lösungslämpchen) Herz mit Gefäßsystem Bestandteile des Blutes Arterie Blut Blutgefäß Blutkörperchen (rot) Blutkörperchen (weiß) Blutkreislauf Diastolischer Druck EKG Herz Koronargefäße Herzkranzgefäße Puls Segelklappe Sinusknoten Systolischer Druck Taschenklappe Vene Venenklappe 8 9

6 E Informationen zur Benutzung dieser DVD ROM-Teil F Die vorliegende DVD ist ein multimediales Medium. Auf ihr sind unterschiedliche Medien wie Filme, Grafiken und Bilder gespeichert. Die DVD startet automatisch mit einem Menü mit den Themen: Das Herz: Symbol und Pumpe Eryth stellt das Herz vor Der Benutzer aktiviert ein Thema, z.b. Eryth stellt das Herz vor, mit der Entertaste der Fernbedienung des DVD Gerätes oder durch einfaches Anklicken mit der linken Maustaste. Er sieht nun drei Reiter: Film, Grafik und Bild. Der Reiter Film ist weiß hinterlegt, also aktiv. Deshalb werden dem Benutzer auf dieser Menüseite auch die Filme zu dem Thema angeboten: Bau und Aufgaben des Herzens Vor dem Infarkt Funktion des Herzens Der Nutzer kann sich nun für einen dieser Filme entscheiden, also anklicken und anschauen. Am Ende des Films wechselt die Programmierung automatisch wieder zur Filmliste. Will man den Film nicht bis zum Ende ansehen, gelangt man über Menü (auf der DVD-Player-Fernbedienung) zum Hauptmenü zurück oder bei DVD-Abspielprogrammen - mit einfachem Klick der rechten Maustaste zu der Option Menü auswählen. Dort kann man sich zwischen Titel- und Hauptmenü entscheiden. Das Titelmenü bedeutet die Startseite der DVD, das Hauptmenü zeigt wieder die Filmliste. Beim Windows Media Player erscheint nach dem Einfachklick der rechten Maustaste statt der Option Menü auswählen die Wahlmöglichkeit DVD-Features, und dann die Wahlmöglichkeit zwischen Haupt- oder Titelmenü. Arbeits- und Lösungsblätter sowie ein Lexikon sind als doc- und pdf-dateien im ROM-Teil im Ordner Arbeitsmaterial abgelegt. Mit einem Doppelklick auf Arbeitsplatz (beim Betriebssystem VISTA Computer ) auf dem Desktop erscheint u.a. das Symbol für das DVD Laufwerk. Durch ein Anklicken des DVD Laufwerk-Symbols mit der rechten Maus- taste erscheint ein Fenster mit mehreren Befehlen. Klicken Sie mit der linken Maustaste einmal auf den Befehl Öffnen. Es erscheint u.a. der Ordner Arbeitsmaterial, der wiederum durch Doppelklick geöffnet wird. Es erscheinen nun die Ordner Lehrer, Schüler, Word-Dokumente sowie eine Datei Inhaltsverzeichnis.pdf. In letzterer sind alle Materialien des ROM- Teils als aktive Links aufgeführt. Die Trennung zwischen Schüler- und Lehrermaterial ermöglicht z.b. auch bei online zur Verfügung gestellten DVDs den Platform-Betreibern, den Lehrerordner und damit die Lösungsblätter für den Zugriff durch nicht autorisierte Schüler zu sperren. Änderungen, die in doc-dateien vorgenommen werden, können ausgedruckt und beim Schließen der Datei unter einem anderen Dateinamen gespeichert werden. Es folgt das Inhaltsverzeichnis des ROM-Teils und exemplarisch zwei Beispiele aus den Arbeitsmaterialien. Der Nutzer kann aber auch - statt einen der Filme anzusehen - durch Anklicken des Reiters z.b. die Funktion Grafik aktivieren, und hat dann zwei Grafiken zur Auswahl, Bestandteile des Bluts und Das Herzklappensystem. (Siehe dazu auch die grafische Darstellung der Programmierung in diesem Booklet.) 10 11

7 F DAS HERZ THEMA 2: Eryth stellt das Herz vor Seite 1 / 1 ARBEITSBLATT Funkt ion des Herzens Aufgabe: Du hast den Film Funktion des Herzens gesehen. Beschrifte das Bild mit den entsprechenden Fachbegriffen. Zeichne die Fließrichtung des Blutes mittels Pfeilen ein. Beschreibe den Lungen- und den Körperkreislauf ergänzend zu der Darstellung des Herzens. 12 AB_funktion_des_Herzens.doc/pdf AB_Funktion_des_Herzens.doc focus-multimedia 2011

8 DAS HERZ THEMA 2: Eryth stellt das Herz vor Seite 1 / 1 LÖSUNGSBLATT Funkt ion des Herzens Aufgabe: Du hast den Film Funktion des Herzens gesehen. Beschrifte das Bild mit den entsprechenden Fachbegriffen. Zeichne die Fließrichtung des Blutes mittels Pfeilen ein. Beschreibe den Lungen- und den Körperkreislauf ergänzend zu der Darstellung des Herzens. Lösung: Es gibt beim Menschen zwei Blutkreisläufe, den Lungen- und den Körperkreislauf. Lungenkreislauf: Das venöse Blut wird von der rechten Herzhälfte durch die Lungenarterie zur Lunge befördert. In der Lunge findet ein Gasaustausch statt: Die roten Blutkörperchen nehmen aus den Lungenbläschen Sauerstoff auf und geben Kohlendioxid an die Lungenbläschen ab. Das mit Sauerstoff angereicherte Blut fließt dann von der Lunge zur linken Herzseite. Körperkreislauf: Das Blut gelangt über den linken Vorhof zur Herzkammer. Durch eine starke Kontraktion des Herzmuskels wird das Blut in die größte Körperarterie, in die Aorta gepresst. Von der Aorta gehen dann mehrere Arterien ab. Eine Arterie versorgt das Herz, eine weitere Gehirn und Oberkörper, eine andere den Unterleib und die Beine. In den Körperzellen vollzieht sich wieder ein Gasaustausch: Jetzt geben die roten Blutkörperchen den Sauerstoff für den Stoffwechsel an die Zellen ab und nehmen das Abfallgas Kohlendioxid auf. Von den Körperzellen wird dann das Blut über die Venen wieder zum Herzen befördert. Und dann beginnt wieder der Lungenkreislauf. LB_Funktion_des_Herzens.doc LB_funktion_des_Herzens.doc/pdf focus-multimedia 2011 Auszug INFO_Lexikon.doc/pdf

9 G Bonusmaterial G Was ist eine Bypass-Operation? Eine Bypass-Operation wird nötig, wenn an den Herzkranzgefäßen, also den Blutgefäßen, die das Herz selbst mit Blut versorgen, Verengungen festgestellt werden, die durch andere Maßnahmen, wie z.b. Medikamente oder eine Herzkatheter-Behandlung, nicht behoben werden können. Die Operation findet am offenen Herzen statt, d.h., der Brustkorb wird geöffnet. Eine Herz- Lungen-Maschine übernimmt für die Dauer der Operation die Funktion der beiden Organe. Aus dem Unter- oder Oberschenkel werden ein oder mehrere Stücke einer Vene entnommen. Mit diesen Venenstücken werden Umleitungen gebaut, die das Blut an den verschlossenen Teilen in den Herzkranzgefäßen vorbeileiten, um so die Durchblutung des Herzens wiederherzustellen. Manchmal kann auch eine Brustwandarterie umgeleitet werden und so an den Herzkranzgefäßen befestigt werden, dass diese das Herz wieder mit Blut versorgen. Wenn das Herz wieder zu schlagen begonnen hat, und alle Nähte zufriedenstellend dicht sind, wird der Brustkorb verschlossen. Was ist der Blutdruck? Spricht man umgangssprachlich von Blutdruck, so meint man damit den Blutdruck der Arterien im Blutkreislauf. Dieser schwankt zwischen der Systole, der Auswurfphase des Herzens, und der Diastole, der Füllphase, und wird als Doppelwert dieser beiden Phasen angegeben. Durchschnittlich liegen diese Werte für die Diastole zwischen 80 und 120 und für die Systole zwischen 130 und 190. Ist der Blutdruck zu hoch, arbeitet das Herz gegen einen hohen Widerstand in zu wenig elastischen Blutgefäßen an, was auf Dauer sehr ungünstig ist. Herz-Besonderheiten bei Tieren: Der lange Hals der Giraffe verlangt nach einem besonders leistungsstarken Herzen. Im Durchschnitt wiegt das Herz eines ausgewachsenen Tieres 12 Kilogramm und der Blutdruck liegt dreimal höher als beim Menschen. Beugt sich das Tier beim Trinken nach unten, muss sein Gehirn vor Beschädigungen durch das mit Macht einströmende Blut geschützt werden. Dazu wird das Blut von einem Geflecht dünner Äderchen aufgefangen, die sich direkt unterhalb des Gehirns befinden. Krokodile verfügen wie der Mensch über zwei Blutkreisläufe, einen Lungenkreislauf und einen Körperkreislauf. Anders als beim Menschen, bei dem das Blut immer abwechselnd durch die Kreisläufe fließt, kann das Krokodil den Lungenkreislauf gelegentlich aussetzen lassen. Das Blut wird dabei von der Lunge weggeleitet und das erlaubt den Krokodilen, Sauerstoff zu sparen, indem nur die lebensnotwendigsten Organe versorgt werden. Die Umleitung funktioniert durch eine steuerbare Herzklappe im Herzen des Tieres. Vermutet wird eine hormonale Steuerung dieser Funktion. Das Herz einer Spitzmaus schlägt zwischen 800 und 1000 mal pro Minute. Erschrickt das Tier, kann die Frequenz auf 1200 Schläge pro Minute steigen. So kommt es recht häufig zu Todesfällen durch Schock. Zum Vergleich: Manche Schildkröten können bei Tauchgängen ihre Herzfrequenz bis auf wenige Schläge pro Stunde absenken. Einige Kennzahlen des menschlichen Herzens: Länge: 15 cm Gewicht: 300g Herzminutenvolumen (HMV) im Ruhezustand: 4,9 Liter HMV bei großer Anstrengung: Liter Danksagung Besonderen Dank an: Prof. Dr. med. Steffen Massberg, Deutsches Herzzentrum München Frau Burgstaller, Deutsches Herzzentrum München Prof. Dr. med. Helmut Sebening Patient Alwin K. Prof. Dr. Schandry Julian Siebert, Tattoo Künstler Corpsepainter Tattoo Studio Edith, Melli, Kalle H 16 17

10 H Impressum 2011 Buch und Regie: Eva-Maria Sebening Kamera: Markus Krämer 3D-Grafik, 3-D-Animationen: Markus Schnatmann Schnitt und Finishing: Stefan Frank Programmierung: Orion Schweitl Grafik: Saba Bussmann Fachberatung: Gido Freyer Booklet: Eva-Maria Sebening Redaktion: Reinold Schnatmann 18

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