- Lexikon
- Biologie Abitur
- 3 Stoffwechsel und Energieumsatz
- 3.6 Verdauung, Atmung und Stofftransport bei Tieren
- 3.6.3 Bei Tieren sorgt ein Kreislaufsystem für raschen Transport
- Der Herzzyklus wird vom Sinusknoten gesteuert
Der Herzzyklus wird vom Sinusknoten gesteuert
Herzzyklus
Das Herz hat ein Gewicht von 260 g bei Frauen und 310 g bei Männern und ist etwa faustgroß. Es arbeitet mit großer Präzision und schlägt im Verlaufe eines Tages bei normaler Belastung etwa 100000 mal (60 bis 80 Herzschläge in der Minute). Bei jedem Schlag pumpt das Herz etwa 70 ml Blut aus jeder Herzkammer in die ableitenden Blutgefäße, d.h. täglich fließen ca. 14 000 Liter Blut durch unser Herz. Im Verlaufe eines 70- bzw. 75-jährigen Lebens pumpt das Herz ungefähr 200 bis 250 Millionen Liter Blut in den Körper. Diese Dauerleistung wird durch die Ruhepausen, die das Herz nach jedem Arbeitstakt einlegt, ermöglicht: insgesamt arbeitet es nur 8 Stunden am Tag. Trotz dieser lebenslangen Dauerleistung sind dem Herzen in seinem Leistungsvermögen auch Grenzen gesetzt. Die immer höher werdende Zahl der Herz- Kreislauferkrankungen bestätigen dies, da diese nach wie vor die Todesursache Nummer eins sind.
Die Anzahl der Schläge je Minute, also die Herzfrequenz ist sowohl von der körperlichen und geistigen Belastung sowie vom Lebensalter und der Körpertemperatur des Menschen abhängig. Dabei können gleichwohl innere und äußere Faktoren Ursachen für eine Veränderung der Herzfrequenz sein. Auslöser für eine Erhöhung der Herzschlagzahl sind beispielsweise Bewegung, Angst oder Freude.
| Lebensalter | Anzahl der Schläge je Minute in Ruhe |
| Embryo, 5 Monate | 150 - 160 |
| Säugling, 1 - 2 Monate | 130 |
| Kind, 4 Jahre | 100 |
| Jugendlicher, 14 Jahre | 85 |
| Erwachsener | 70 - 80 |
| Greis | 80 - 85 |
Modell eines menschlichen Herzen mit Herzkranzgefäßen
Auch im Tierreich ist die Anzahl der Herzschläge je Minute sehr unterschiedlich, wobei kleine Tiere eine sehr hohe und große Tiere eine niedrigere Herzfrequenz besitzen. Bei gleichwarmen Tieren (Vögel, Säuger) ist sie wiederum größer als bei wechselwarmen Tieren (Fische, Lurche, Reptilien).
| Tierart | Herzschläge je Minute |
| Aal | 10 - 15 |
| Frosch im Sommer | 30 - 50 |
| Zauneidechse im Sommer | 60 - 70 |
| Ringelnatter im Sommer | 23 - 40 |
| Stieglitz | 500 |
| Spitzmaus | 1000 - 1300 |
| Ente | 210 - 230 |
| Hausmaus | 320 - 800 |
| Hund | 100 - 130 |
| Pferd | 20 - 70 |
| Elefant | 30 - 35 |
Ein Herzschlag besteht aus drei deutlich unterschiedenen Phasen, deren Abfolge als Herzzyklus bezeichnet wird. In der Ruhephase dauert jeder Zyklus ungefähr 0,8 Sekunden. Innerhalb des Herzzyklus gibt es eine Phase der Erschlaffung, in der sich das Herz mit Blut füllt Danach folgt eine Phase der Kontraktion, in der das Blut aus den einzelnen Kammern gepresst wird. Die Herzschläge entstehen durch diese Kontraktion des Herzmuskelgewebes und die darauf folgende Erschlaffung. Die Kontraktion bewirkt den Ausstoß des Blutes in die großen Schlagadern (Lungenarterie, Körperschlagader). Sie wird als Systole bezeichnet. In der Erschlaffungsphase, der Diastole, füllen sich die Herzkammern mit Blut aus den Venen.
Linke und rechte Hälfte des Herzens funktionieren eigentlich als 2 Herzen, die durch die Herzscheidewand getrennt sind. Das rechte Herz pumpt sauerstoffarmes Blut in die Lunge. Das kräftige linke Herz sauerstoffreiches Blut in den Körper. Damit das Blut beim Durchlaufen des gesamten Organs nicht zurückfließen kann, sind die einzelnen Bereiche durch Ventile gesichert. Diese schließen sich mit dem ersten Herzton, sobald das Blut den Raum verlassen hat. Zwischen Vorhof und Kammer sorgen häutige Segelklappen dafür, dass in der Systole kein Blut in den Vorhof zurückfließt. Die sternförmigen Taschenklappen am Kammerausgang verhindern, dass in der Diastole Blut ins Herz zurückfließt. Ihr Schließen bildet den 2. Herzton.
Bau des Herzens
Der Herzzyklus wird vom Sinusknoten gesteuert - Aufbau des Herzens
Walther-Maria Scheid
Bei der Füllung der Vorhöfe (0,4 sec) fließt das Blut aus den großen Venen (Körperhohlvene, Lungenvene) in die Herzvorhöfe. Die Kammern befinden sich in Kontraktion, die Segelklappen sind geschlossen, die Vorhöfe sind erschlafft. Dadurch kann sich ihr Volumen ausdehnen und das Blut wird regelrecht aus den Venen gezogen. Dieser Vorgang wird auch durch den im Brustraum herrschenden Unterdruck unterstützt.
Eine kurze Anspannungsphase (0,1 sec) treibt das Blut mit einer Vorhofsystole (Kontraktion der Vorhöfe) in die Herzkammern. Diese Kammerkontraktion (Systole) führt durch den Druckanstieg zum Verschluss der Segelklappen, später zum Öffnen der Taschenklappen in den Gefäßen. Die Herzkammersystole pumpt in 0,3 Sekunden das Blut in die großen Arterien. Jetzt sind die Segelklappen geschlossen und die Taschenklappen geöffnet. Dabei wird lediglich die Hälfte des Kammerinhalts von 130 ml Blut in die Aorta gepresst; es bleibt ein Restvolumen von etwa 70 ml in der Herzkammer.
Das Ende der Systole kennzeichnet der Verschluss der Taschenklappen. Er erfolgt aufgrund der Trägheit des fließenden Blutes kurz nach dem Druckausgleich in Aorta und Herzkammer. Mit der Entspannung der Kammermuskulatur wird die Diastole eingeleitet.
Funktionell ist das Herz also eine Druck- und Saugpumpe, die durch das Erregungsbildungssystem gesteuert wird. Bereits 1628 entdeckte der englische Arzt WILLIAM HARVEY (1578-1657), dass das Herz eine Pumpe ist, die den Blutkreislauf in Gang hält. Schrittmacher (Erregungszentrum) des Herzens ist der Sinusknoten, welcher im rechten Vorhof an der Einmündungsstelle der großen Venen liegt. Er besteht aus Ganglienzellen (Nervenzellen) und modifizierten Herzmuskelzellen und ist in der Lage, elektrische Impulse zu erzeugen und auszusenden. Sie führen zur Kontraktion des Herzmuskels und bestimmen den Herzzyklus. Der Verlauf der Erregung führt über die benachbarte Muskulatur, mit einer gewissen Verzögerung über den ganzen Vorhof, erreicht den Atrioventrikularknoten und läuft von hier aus über besondere, als Leitungsbahnen dienende Muskelfasern, die hisschen Bündel, zur Herzspitze und schließlich weiter über die Purkinje-Fasern.
Damit besitzt das Herz ein eigenes Erregungszentrum, das aber mit dem Sympathicus und Parasympathicus in Verbindung steht. So ist zu erklären, dass auch seelische Belastungen wie Angst und Schreck zur Veränderung der Herzfrequenz führen können.
Die elektrischen Impulse des Herzens gelangen bis an die Hautoberfläche, wo sie über Hautelektroden als Elektrokardiogramm (EKG) aufgezeichnet werden können. Das EKG ist ein wichtiges Hilfsmittel für den Arzt, um Unregelmäßigkeiten des Herzzyklus und damit Erkrankungen, wie beispielsweise Herz-Rhythmus-Störungen festzustellen.
Ein Angebot von 