ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE VON HERZ UND KREISLAUF

ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE VON HERZ UND KREISLAUF

Literatur/Lizenzangaben 1) N. Haas, U. Kleideiter: Kinderkardiologie: Klinik und Praxis der Herzerkrankungen bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen (Georg Thieme Verlag KG, 2011) 2) F. Netter: Farbatlanten der Medizin Herz Vol. 1/10 (Georg Thieme Verlag KG, 2001 / Elsevier) 3) Wikimedia Commons CC-BY-SA-3.0 ( Abbildungen)

Gliederung Anatomie - Anatomie des Herzens - Struktur und Funktion der Gefäße Physiologie - Lungenkreislauf und Herzkreislauf - Funktion des Herzens - Kreislaufregulation

Anatomie des Herzens

ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE VON HERZ UND KREISLAUF Das Herz ist eine Pumpe pumpt das Blut in den Lungenund den Körperkreislauf etwa faustgroßes Hohlorgan, ca 300-350 g liegt schräg im Brustkorb mit der Herzspitze nach vorn links rechte Herzseite liegt vorn, linke Herzseite hinten

Herzschichten Perikard - umhüllt das Herz und die proximalen Abschnitte der großen Gefäße vollständig als Abgrenzung gegen die Umgebung (Herzbeutel) - besteht aus zwei Schichten, zwischen denen etwas Perikard- flüssigkeit für die Beweglichkeit des Herzens sorgt - innere Schicht (Epikard) Myokard - Herzmuskel Endokard - Innenhaut als Auskleidung der Herzhöhlen und Klappen - Grenzschicht zum Blut

4 Herzhöhlen: Vorhöfe rechtes Atrium (RA) linkes Atrium (LA) Kammern rechter Ventrikel (RV) linker Ventrikel (LV) Scheidewand Vorhofseptum (IAS) Ventrikelseptum (IVS) IAS IVS IAS IAS RA RA RV RV LA LA LV LV IVS IVS

Herzhöhlen: rechter Vorhof: Einmündung von oberer und unterer Hohlvene - Vena cava superior und inferior (sauerstoffarm) Einmündung des Sinus coronarius - Blut aus den Koronarvenen (sauerstoffarm) linker Vorhof: Einmündung von vier Lungenvenen - zwei aus jeder Lunge (obere und untere Vena pulmonalis) - bringen sauerstoffreiches Blut Vena cava sup. Lungenvene RA Vena cava inf. Lungenvene LA LV RV

Herzhöhlen rechter Ventrikel: - pumpt das Blut in die Arteria pulmonalis - Einflussbahn hinten und trabekularisiert - Ausflussbahn vorn und glatt - dazwischen Muskelleisten (z.b. Moderatorband) linker Ventrikel: - pumpt das Blut in die Aorta - dickwandiger als der rechte Ventrikel - eiförmig - 2 Papillarmuskeln

Herzklappen: Segelklappen zwischen Vorhöfen und Ventrikeln AV-Klappen (atrioventrikulär) Trikuspidalklappe (TK) zwischen rechtem Vorhof und rechtem Ventrikel drei Segel (trikuspid) über dünne Sehnenfäden an Papillarmuskeln aufgehängt

Herzklappen: Segelklappen zwischen Vorhöfen und Ventrikeln AV-Klappen (atrioventrikulär) Mitralklappe (MK) zwischen linken Vorhof und linkem Ventrikel zwei Segel (bicuspid, Bischofsmütze =Mitra über Sehnenfäden an zwei kräftigen Papillarmuskeln aufgehängt

Herzklappen: Taschenklappen zwischen Ventrikeln und großen Gefäßen Semilunar-Klappen (jeweils 3 halbmondförmige Taschen) Pulmonalklappe (PK) zwischen rechtem Ventrikel und Pulmonalarterie Aortenklappe (AK) zwischen linkem Ventrikel und Aorta

Herzklappen: Alle 4 Klappen liegen circa in einer Ebene (Ventilebene) bindegewebiges Skelett zwischen Vorhöfen, Ventrikeln und großen Gefäßen = Herzbasis Alle 4 Klappen öffnen nur in eine Richtung, beim Klappenschluss sollen sie dicht sein Trikuspidalklappe Mitralklappe Pulmonalklappe Aortenklappe

Herzkranzgefäße -Koronarien 2 Koronar-Arterien rechte Koronarie (RCA): Ramus interventricularis posterior (RIVP) Ramus posterolateralis dexter (RPLD) RCA LCA linke Koronarie (LCA): Ramus interventricularis anterior (RIVA) Ramus circumflexus (RCX) RIVA Koronarvenen münden in den Sinus coronarius: mündet in den rechten Vorhof

Herzkranzgefäße -Koronarien 2 Koronar-Arterien rechte Koronarie (RCA): Ramus interventricularis posterior (RIVP) Ramus posterolateralis dexter (RPLD) RCX Sinus coronarius linke Koronarie (LCA): Ramus interventricularis anterior (RIVA) Ramus circumflexus (RCX) RCA Koronarvenen münden in den Sinus coronarius: mündet in den rechten Vorhof

Blutfluss Organe Hohlvenen Rechter Vorhof Rechter Ventrikel Arteria pulmonalis Lunge Venae pulmonales Linker Vorhof Linker Ventrikel Aorta Organe

Struktur und Funktion der Gefäße

Blutgefäße: Transportieren und verteilen das Blut, das vom Herzen gepumpt wird, und bringen es zum Herzen zurück Großer Kreislauf (Körperkreislauf) Durchblutung sämtlicher Organe Transport von Sauerstoff zu z.b. Gehirn, Niere, Skelettmuskel Kleiner Kreislauf (Lungenkreislauf) Lungenpassage Anreicherung mit Sauerstoff Wikimedia Commons By- A-kreislauf01.jpg: Jörg Rittmeister derivative work: Vezixig (A-kreislauf01.jpg)-CC-BY-SA-3.0

Blutgefäße: Sauerstoffreiches Blut: Aorta und ihre Arterien Koronar-Arterien Lungenvenen Vena umbilicalis (beim Feten) Sauerstoffarmes Blut: Hohlvenen und ihre Zuflüsse Koronar-Venen Arteria pulmonalis Arteria umbilicalis (beim Feten) Wikimedia Commons By- A-kreislauf01.jpg: Jörg Rittmeister derivative work: Vezixig (A-kreislauf01.jpg)-CC-BY-SA-3.0

Blutgefäße: Größere Gefäße (Arterien und Venen): 3 Schichten Intima: innen, dünn, aus Endothelzellen Grenzschicht zum Blutstrom Intima Media Media: glatte Muskelzellen, elastische Fasern Adventitia: Adventitia außen, bindegewebig, Verschiebe- und Verankerungsschicht gegen die Umgebung besitzt bei größeren Gefäßen Vasa vasorum (kleine Ernährungsgefäße)

Blutgefäße: Transportieren und verteilen das Blut, das vom Herzen gepumpt wird, und bringen es zum Herzen zurück Arterien Blut vom Herzen in die Organe Arteriolen Kapillaren Venen Blut von den Organen zum Herzen Wikimedia Commons By- A-kreislauf01.jpg: Jörg Rittmeister derivative work: Vezixig (A-kreislauf01.jpg)-CC-BY-SA-3.0

Arterien: hoher Anteil von elastischen Fasern (besonders Aorta): Möglichkeit, sich kurzfristig passiv zu dehnen - Blut kann kurzfristig gespeichert und dann weitergegeben werden - pulsierender Blutstrom wird gleichmäßiger höherer Anteil an glatten Muskelzellen in distalen Arterien Muskelschicht kann kontrahieren: - Gefäßdurchmesser wird verändert und Blutfluss reguliert - gesteuert durch vegetatives Nervensystem und vasoaktive Hormone Aufgabe: Verteilung des Blutes

Arteriolen: sehr kleine Arterien, dünne Wand Übergang zwischen Arterien und Kapillaren hoher Anteil an glatten Muskelzellen Muskelschicht kann kontrahieren: - Gefäßdurchmesser wird verändert und Blutfluss reguliert - können die Blutzufuhr zu einem bestimmten Kapillarbett fast komplett stoppen = Widerstandsgefäße Aufgabe: Regulation von Blutzufuhr und Blutdruck

Kapillaren: Kleinste feine Verästelungen der Arterien und Venen Verbindung zwischen Arteriolen und Venolen Keine 3 Schichten, nur Endothelschicht Große Oberfläche (1 cm 3 Muskelgewebe besitzt 2000 m Kapillarlänge) Dichte des Kapillarnetzes abhängig vom Sauerstoffbedarf des Gewebes maximal in stoffwechselaktiven Geweben (Gehirn, Herz, Skelettmuskulatur) minimal in stoffwechselarmen Geweben (Knorpel, Kornea, Linse) Aufgabe: Austausch von Sauerstoff, Nährstoffen und Stoffwechselprodukten

Venen: führen das Blut zum Herzen zurück 3 Schichten, jedoch deutlich dünnere Wand als die Arterien insbesondere schwächere Media (Muskel und elastische Fasern) niedriger Blutdruck = Niederdrucksystem Venenklappen: Blut kann nur in eine Richtung fließen große Aufnahmekapazität von Blutvolumen Blutspeicher (ca. 80% des Blutvolumens) Aufgabe: Rückführung des Blutes, Blutspeicher

Lymphgefäße: transportieren Lymphe aus dem Interstitium in den Blutkreislauf: Flüssigkeit, Proteine, Chylomikronen (Fette) aus Magen-Darm-Trakt, Erreger, Lymphozyten ca 3 Liter pro Tag beginnen im Gewebe als Lymphkapillare, vereinigen sich zu größeren Gefäßen, münden als Sammelgefäß herznah in die Venen wichtigstes Sammelgefäß: Ductus thoracicus - führt Lymphe der gesamten unteren Körperhälfte - mündet in den linken Venenwinkel (V. jugularis li/v.brachiocephalica)

Lymphgefäße: besitzen Klappen ähnlich der Venenklappen Lymphknoten als Filterstationen im Lymphgefäßsystem zwischengeschaltet Aufgabe: Rücktransport von im Gewebe liegengebliebener Flüssigkeit und Eiweiß in das Blut Transport von Fetten aus der Nahrung Transport von Immunzellen

Lungenkreislauf und Herzkreislauf

Blutfluss Organe Hohlvenen Rechter Vorhof Rechter Ventrikel Arteria pulmonalis Lunge Venae pulmonales Linker Vorhof Linker Ventrikel Aorta Organe

Das Herz ist eine Pumpe Venole Kapillargewebe Arteriole das Herz besteht aus zwei Pumpen Rechte für den Lungenkreislauf Linke für den Körperkreislauf Vene Arterie Lungenkreislauf (kleiner Kreislauf): Versorgung des Blutes mit Sauerstoff Vene Körperkreislauf (großer Kreislauf): Versorgung sämtlicher Organe mit Sauerstoff und Nährstoffen Venole Arteriole Kapillargewebe Arterie

Kreislauf Venole Kapillargewebe Arteriole Lungen- und Körperkreislauf sind hintereinandergeschaltet: sie haben den gleichen Blutfluss solange keine Verbindungen zwischen ihnen bestehen Vene Arterie Herzmuskel: Saug-Druck-Mechanismus Herzrhythmus ist teilautonom: Eigenrhythmus vom Sinusknoten geführt, jedoch von außen vegetativ und hormonell beeinflusst Vene Venole Arteriole Kapillargewebe Arterie

Lungenkreislauf Rechtsseitige Herzpumpe (rechter Vorhof und rechter Ventrikel): - pumpt sauerstoffarmes Blut in die Pulmonalarterie Vene Venole Kapillargewebe Arteriole Arterie - Fluss in die linke und rechte Pulmonalarterie mit ihren Ästen - Übergang in die Kapillaren, welche die Alveolen (Lungenbläschen) umspannen Vene Venole Arteriole Kapillargewebe Arterie

Lungenkreislauf Rechtsseitige Herzpumpe (rechter Vorhof und rechter Ventrikel): - hier erfolgt der Gasaustausch: CO2 aus dem Blut abgegeben O2 in das Blut aufgenommen - sauerstoffreiches Blut fliesst über die Lungenvenen zurück - münden über 2 linke und 2 rechte Lungenvenen in den linken Vorhof

Körperkreislauf Linksseitige Herzpumpe (linker Vorhof und linker Ventrikel): - pumpt sauerstoffreiches Blut in die Aorta (Körperschlagader) Vene Venole Kapillargewebe Arteriole Arterie - Fluss in die große Arterien, die sich weiter verzweigen - Übergang in die Kapillaren der einzelnen Organe und Gewebe Vene Arterie Venole Arteriole Kapillargewebe

Körperkreislauf Linksseitige Herzpumpe (linker Vorhof und linker Ventrikel): - hier erfolgt der Gasaustausch: O2 in das Gewebe abgegeben CO2 aus dem Gewebe aufgenommen - zusätzlich Austausch von: Nährstoffen, Stoffwechselprodukten - sauerstoffarmes Blut fliesst über die Venen in die obere und untere Hohlvene zurück zum rechten Vorhof

Körperkreislauf Linksseitige Herzpumpe (linker Vorhof und linker Ventrikel): - auch die Lungen werden von Bronchial-Arterien aus der Aorta mit O2 und Nährstoffen versorgt (Pulmonalarterien sind nur für die Sauerstoffanreicherung des Blutes zuständig) Vene Vene Venole Kapillargewebe Arteriole Arterie - auch das Herz selbst wird von Arterien aus der Aorta versorgt: Koronar-Arterien Venole Arteriole Kapillargewebe Arterie

Funktion des Herzens

Herzzyklus Rhythmische Abfolge von Systole (Ventrikel-Kontraktion) und Diastole (Ventrikel-Relaxation) Systole Diastole

Herzzyklus - Diastole - Entspannungsphase (isovolumetrisch): Ventrikelanspannung lässt nach, Druck in den Ventrikeln sinkt Taschenklappen (Aorten- und Pulmonalklappe) schließen sich (Klappenschluss = 2. Herzton) - Füllungsphase: Segelklappen (Mitral- und Trikuspidal- klappe) öffnen sich Blut strömt in die Ventrikel Vorhöfe kontrahieren am Ende der Diastole: Blut wird aktiv in die Ventrikel transportiert

Herzzyklus - Systole - Anspannungsphase (isovolumetrisch): Ventrikel kontrahieren sich, Druck in den Ventrikeln steigt Segelklappen (Mitral- und Trikuspidalklappe) schließen sich (Klappenschluss = 1. Herzton) - Austreibungsphase: Taschenklappen (Aorten- und Pulmonalklappe) öffnen sich Blut strömt in die Aorta (aus linkem Ventrikel) und in die Pulmonalarterie (aus rechtem Ventrikel)

Herzzyklus - Diastole - Koronarien werden in Diastole durchblutet - nach Aortenklappenschluss: Aortendruck sinkt nicht auf Null Elastische Wand der großen Arterien (Windkesselfunktion): - Dehnung bei Druck und Speicherung von Blut in Systole - Abgabe des Blutes in Diastole Resultat: Kontinuierlicher Blutfluss

Herzzyklus - Systole - Vorhöfe werden durch Zusammenziehen der Ventrikel gedehnt - füllen sich mit Blut aus den Lungenvenen und Hohlvenen - Systole (Kontraktion der Ventrikel) führt zur Pulswelle - bestimmt die Pulsamplitude - arterielle Pulse tastbar - Systolischer und diastolischer Blutdruck messbar

Herzzyklus Systole Diastole Mitralklappe Pulmonalklappe Aortenklappe Trikuspidalklappe

Herzzyklus 100 mmhg 60 mmhg 5 mmhg 20 mmhg 8 mmhg 5 mmhg 10 mmhg 8 mmhg 20 mmhg 100 mmhg 0-5 mmhg 0-10 mmhg Systole Diastole

Herzzyklus 68% 98% 70% 98% 75% 98% 70%

Herzzyklus DanielChangMD.revised origingal work of DestinyQx; Redrawnas SVG by xavax; derivative work: Dietzel65; von Wikimedia Commons: von Wiggers_Diagram.svg.

Herzzyklus Beispiel - Blut aus Lungenvenen in den linken Vorhof - linker Ventrikel dehnt sich aktiv (Diastole beginnt) - Mitralklappe öffnet sich - linker Ventrikel saugt Blut aus dem linken Vorhof - linker Ventrikel füllt sich schnell - linker Vorhof kontrahiert (P-Welle im EKG) und drückt noch etwa 10-15% des Gesamtvolumens in den linken Ventrikel - im Doppler-Ultraschall der Mitralklappe: E- und A- Welle - Linker Ventrikel kontrahiert sich (Systole beginnt)

Herzzyklus Beispiel - Linker Ventrikel kontrahiert sich (Systole beginnt) - Druck im linken Ventrikel steigt, Mitralklappe schließt sich - Druck im linken Ventrikel steigt weiter (Anspannungsphase) alle Klappen sind zu - Aortenklappe öffnet sich bei Übersteigen des Druckes in der Aorta (diastolischer Druck) (Austreibungsphase) - Blut in die Aorta, dann Druckgleichheit im linken Ventrikel und Aorta - Ventrikelentspannung aktiv (Diastole beginnt)

Herzzyklus Beispiel - Ventrikelentspannung aktiv (Diastole beginnt) - Druck im linken Ventrikel sinkt unter Aortendruck, Aortenklappe schließt sich - Aortendruck bleibt aufgrund Windkesselfunktion der elastischen Aortenwand noch relativ hoch - Druck im linken Ventrikel geht schnell auf Null, ist also niedriger als im linken Vorhof: Mitralklappe öffnet sich, Füllung des linken Ventrikels beginnt erneut

Herzzyklus Beispiel - im Lungenkreislauf ähnlich, jedoch leicht zeitversetzt, da elektrische Erregung etwas später - Druck im Lungenkreislauf deutlich niedriger: 1/5 des Systemdrucks