Das Herz-Kreislauf-System ist das wichtigste Transportsystem im menschlichen Körper. Mit seiner Hilfe werden sämtliche Körperorgane und Zellen mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt. In diesem Beitrag erfahren Sie mehr über die Anatomie des Herz-Kreislauf-Systems, wie der Blutkreislauf im Detail funktioniert und welche zentralen Aufgaben das Herz-Kreislauf-System erfüllt.
Das Wichtigste in Kürze
- Über das Herz-Kreislauf-System wird Blut durch den Organismus transportiert, wodurch alle Körperbereiche mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt sowie Kohlendioxid und Stoffwechselendprodukte abtransportiert werden können.
- Weitere Aufgaben sind die Wärmeregulation und der Transport von Immunzellen und zellulären Botenstoffen.
- Bestandteile des Herz-Kreislauf-Systems sind das Herz, die Blutgefäße und das Blut.
- Der Blutkreislauf besteht aus dem Lungenkreislauf (kleiner Kreislauf) und dem Körperkreislauf (großer Kreislauf).
- Anhand des Blutdrucks lässt sich einschätzen, wie gesund das Herz-Kreislauf-System ist.
Definition: Was ist das Herz-Kreislauf-System?
Das Herz-Kreislauf-System ist ein geschlossenes System aus Herz und Blutgefäßen, das beim Menschen und anderen Säugetieren den Transport von Blut durch den gesamten Körper gewährleistet. In der medizinischen Fachsprache wird es auch kardiovaskuläres System oder kardio-pulmonaler Kreislauf (pulmonal bedeutet die Lungen betreffend) genannt. Zum Herz-Kreislauf-System gehören:
das Herz, das Blut durch den Körper pumpt
die Blutgefäße, die das Blut zu den Organen und Zellen leiten, und
das Blut als Transportmedium
Anatomie und Aufbau des Herz-Kreislauf-Systems
Anatomisch besteht das Herz-Kreislauf-System aus dem Herzen und einem Netz an Blutgefäßen, die den gesamten Körper durchziehen.
Herz
Das Herz ist eigentlich ein muskuläres Hohlorgan, das beim Menschen etwa die Größe einer Faust hat. Eine Scheidewand im Inneren trennt das Herz in eine linke und eine rechte Hälfte. Jede dieser beiden Hälften besteht aus einem Vorhof (Atrium) und einer Herzkammer (Ventrikel). Zwischen Vorhof und Herzkammer befinden sich Herzklappen, die dafür sorgen, dass das Blut nur in eine „richtige“ Richtung fließen kann.
Seine Funktion als Druck- und Saugpumpe erfüllt das Herz durch rhythmische Kontraktionen, also durch ein regelmäßiges Zusammenziehen und Erschlaffen. In der Kontraktionsphase (auch Systole genannt) zieht sich der Herzmuskel zusammen und pumpt so das Blut über die Blutgefäße in den Körper. In der Erschlaffungsphase (auch Diastole genannt) füllen sich die Herzkammern erneut mit Blut.
Blutgefäße
Über die Blutgefäße werden sämtliche Körperorgane mit Blut versorgt. Je nachdem, in welche Richtung sie das Blut leiten, unterscheidet man zwei Arten von Blutgefäßen:
Arterien transportieren das Blut aus dem Herzen zu den Körperorganen.
Venen führen das Blut von den Organen wieder zum Herzen zurück.
Die Blutgefäße im menschlichen Körper besitzen eine sehr komplexe baumartige Struktur: Direkt an das Herz schließt sich die Hauptschlagader (Aorta) an. Von ihr zweigen Arterien, wie -Äste an einem Baum, in alle Bereiche des Körpers ab. Die Dicke der Arterien nimmt dabei immer weiter ab, bis, diese sich im Bereich der Organe in ein immer feineres Netz an Blutgefäßen verästeln. Diese feineren Blutgefäße nennt man auch Arteriolen. Sie gehen in mikroskopisch kleine Kapillargefäße über, die sehr dünne, durchlässige Wände besitzen.
Hier findet der eigentliche Stoff- und Gasaustausch zwischen dem Blut und dem Gewebe statt. Vereinfacht gesagt gehen hier Sauerstoff und Nährstoffe aus dem Blutgefäß in die Zellen über, das Blut wird aber gleichzeitig angereichert mit Kohlendioxid und Stoffwechsel-Endprodukten der Zelle. Dieses Blut geht fließt anschließend über das sogenannte venöse System zurück zum Herzen: Die sehr feinen Kapillargefäße vereinigen sich wieder zu etwas größeren Blutgefäßen, die man Venolen nennt. Die Venolen münden schließlich in die Venen und diese wiederum in die große Hohlvene, die das Blut in das Herz leitet.
Wie funktioniert der Blutkreislauf im Herz-Kreislauf-System?
Der Blutkreislauf im Körper besteht eigentlich aus zwei hintereinander geschalteten Kreislauf-Systemen:
Der Lungenkreislauf (auch kleiner Kreislauf genannt) sorgt dafür, dass das Blut in der Lunge mit Sauerstoff angereichert wird und Kohlendioxid abgeführt wird.
Über den Körperkreislauf (auch großer Kreislauf genannt) erhalten die Organe und Zellen frischen Sauerstoff und Nährstoffe, während Stoffwechselendprodukte abtransportiert werden.
Das Herz stellt durch seine Pumpleistung den Bluttransport durch die beiden Systeme sicher, wobei beide Herzhälften getrennt arbeiten: Der Lungenkreislauf wird von der rechten Herzhälfte angetrieben, der Körperkreislauf dagegen von der linken Herzhälfte. Dadurch können sich sauerstoffarmes und sauerstoffreiches Blut im Herzen nicht vermischen.
Und so funktionieren Lungen- und Körperkreislauf im Detail:
Lungenkreislauf (Kleiner Kreislauf)
Der Lungenkreislauf beginnt im rechten Vorhof, wo sich das aus dem Körper zurückkommende sauerstoffarme Blut zunächst sammelt. Von dort gelangt es in die rechte Herzkammer und wird anschließend über die Lungenarterie in die Lunge gepumpt. In der Lunge befindet sich ein feines Geflecht an Kapillargefäßen, die sich eng um die Lungenbläschen schmiegen. An diesen Kontaktflächen wird das Blut mit Sauerstoff angereichert und gibt Kohlenstoffdioxid an die Lunge ab. Venolen und Venen transportieren das sauerstoffreiche Blut nun zum Herzen zurück. Über die Lungenvene gelangt das Blut in den linken Vorhof des Herzens.
Körperkreislauf (Großer Kreislauf)
Vom linken Vorhof gelangt das sauerstoffreiche Blut in die linke Herzkammer. Diese pumpt das Blut über die Aorta weiter in die, Arterien und Arteriolen in den verschiedenen Körperorganen. Dort findet über die Kapillargefäße der Stoff- und Gasaustausch statt: Die Zellen nehmen Sauerstoff sowie Nährstoffe auf und geben Stoffwechsel-Endprodukte wie Kohlenstoffdioxid an das Blut ab. Das jetzt sauerstoffarme Blut gelangt anschließend über Venolen und Venen zurück zum Herzen, wo es sich im rechten Vorhof sammelt.
Das Hochdruck- und das Niederdruck-System
Eine wichtige Kenngröße im Zusammenhang mit dem Herz-Kreislauf-System ist der Blutdruck. Darunter versteht man den Druck, den das Blut auf die Gefäßwände ausübt. Der Blutdruck ist direkt in der Aorta am höchsten und nimmt dann kontinuierlich ab, je weiter das Blut in die Arterien, Arteriolen und Kapillaren strömt.
Funktionell lässt sich das Herz-Kreislauf-System daher auch in ein Hochdrucksystem und ein Niederdrucksystem einteilen:
Zum Hochdrucksystem gehören die linke Herzkammer während der Kontraktionsphase und die Arterien des Körperkreislaufs (von der Aorta bis zu den Arteriolen). Hier ist der Blutdruck im Schnitt etwa 10-mal höher als im Niederdrucksystem. Dafür befinden sich zu jedem Zeitpunkt immer nur ca. 15 Prozent des gesamten Blutvolumens im Hochdrucksystem.
Zum Niederdrucksystem gehören die Kapillaren, sämtliche Venen, die rechte Herzhälfte, der Lungenkreislauf, der linke Vorhof und die linke Herzkammer während der Erschlaffungsphase. Hier befindet sich mit ca. 85 Prozent der größte Anteil des Blutvolumens.
Die Bedeutung des Blutdrucks für das Herz-Kreislauf-System
Der Blutdruck ist eine wichtige medizinische Kenngröße, um die Gesundheit des Herz-Kreislauf-Systems zu beurteilen. Gemessen wird er im Bereich der Arterien. Dabei lassen sich ein systolischer Wert (während der Kontraktionsphase des Herzens) und ein diastolischer Wert (während der Erschlaffungsphase des Herzens) unterscheiden. Bei gesunden Erwachsenen beträgt der Blutdruck idealerweise weniger als 130 mmHg systolisch zu 85 mmHg diastolisch.
Ist der Blutdruck dauerhaft erhöht, dann spricht man von Bluthochdruck oder Hypertonie. Bluthochdruck kann sehr unterschiedliche Ursachen haben und verursacht oft keine unmittelbaren Beschwerden, wirkt sich aber dennoch langfristig schädlich auf das Herz-Kreislauf-System aus. Besonders in den Gefäßen kommt es zu Schädigungen mit negativer Auswirkung auf wichtige Organe bzw. Organfunktionen. Dauerhafter Bluthochdruck hinterlässt vor allem an den Nieren, dem Sehappararat, dem Gehirn und/oder dem Herzmuskel ungünstige Veränderungen.
Welche Aufgaben hat das Herz-Kreislauf-System?
Der Blutkreislauf ist lebensnotwendig, denn dieser erfüllt zentrale Aufgaben des Herz-Kreislauf-Systems:
Über das Blut gelangen Sauerstoff aus der Lunge sowie Nährstoffe aus dem Darm in sämtliche Organe und Körperzellen.
Kohlendioxid und andere Stoffwechsel-Endprodukte werden aus den Zellen und Organen abtransportiert.
Der Blutkreislauf dient außerdem der Wärmeregulation zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur. Denn je nachdem, wie intensiv die Haut durchblutet ist, wird mehr oder weniger Wärme nach außen abgegeben.
Immunzellen und zelluläre Botenstoffe benötigen Blut als Transportmedium, um an ihren Wirkungsort zu gelangen. Hormone als körpereigene Botenstoffe werden über das Blut im Körper transportiert, als eine Art der Kommunikation von Organen und Drüsen für die Regulierung von Stoffwechselvorgängen.
Wie wird das Herz-Kreislauf-System reguliert?
Unser Herz-Kreislauf-System muss sich ständig an wechselnde Umgebungs- und Belastungsbedingungen anpassen. So kann die Muskulatur bei körperlicher Aktivität um bis zu 500-mal mehr Sauerstoff benötigen als in Ruhe, entsprechend muss der Körper eine höhere Blutversorgung gewährleisten. Auch andere Organe brauchen einmal mehr, einmal weniger Blut. Beispielsweise muss nach einer Mahlzeit mehr Blut in den Verdauungstrakt gelangen, um Nährstoffe aufzunehmen.
An der Regulation des Herz-Kreislauf-Systems sind mehrere Komponenten beteiligt:
Das Nervensystem schickt Impulse an Herz, Lunge und Blutgefäße und steuert so u. a. die Herzaktivität, die Sauerstoffaufnahme und die Durchblutung.
Prof. Dr. Reinhard Fünfstück, Nephrologe, Hypertensiologe, Diabetologe und Regionalbeauftragter der Deutschen Hochdruckliga für Thüringen sagt:
Jeder von uns hat zwei Nervensysteme, die unser Wohlbefinden steuern, den Nervus Sympathicus und den Nervus Vagus und es ist so, dass am Tag der Sympathicus dominiert und in der nächtlichen Ruhephase, dann so ab 24 Uhr bis morgens, spielt der Nervus Vagus die dominierende Rolle. Sympathicus steigert den Blutdruck, Vagus senkt den Blutdruck […].
Sogenannte Neurotransmitter sind Botenstoffe des Nervensystems, wie beispielsweise Adrenalin und Noradrenalin. Diese beeinflussen u. a. die Gefäßmuskulatur (Weitstellung oder Kontraktion) und steuern so den Blutdruck.
Lokale Faktoren wie Druck-Rezeptoren in den Blutgefäßen „messen“ Blutdruck und Blutvolumen und melden diese Informationen an das Nervensystem zurück.
Unser Körper kann das Herz-Kreislauf-System sowohl durch kurzfristige als auch langfristige Regulationsmechanismen steuern. Die kurzfristigen Mechanismen greifen innerhalb weniger Sekunden bis Minuten. Bei körperlicher Aktivität geschieht beispielsweise Folgendes:
Die Herzfrequenz und das Schlagvolumen – also die Menge an Blut pro Herzschlag – nehmen zu. Während das Herz in Ruhe rund 5,6 Liter Blut pro Minute durch den Körper pumpt, können es unter Belastung bis zu 20 Liter pro Minute sein, bei trainierten Personen sogar bis zu 35 Liter pro Minute.
Die Blutgefäßweite verändert sich, gesteuert über den Spannungszustand der Gefäßmuskulatur steuern. In stärker beanspruchtem Gewebe wie der Skelett-Muskulatur erweitern sich die Blutgefäße, damit der Muskel besser durchblutet wird, während nicht beanspruchte Organe wie Darm und Nieren weniger durchblutet werden.
Langfristig wird das Herz-Kreislauf-System vor allem über den Wasser- und Elektrolythaushalt des Körpers, die Herzleistung und die Gefäßelastizität (bedingt die Funktionsfähigkeit der Gefäße) reguliert. Denn je nachdem, wie viel Salz und Wasser über die Nieren zurückgehalten werden (Rückresorption), verändert sich das Blutvolumen und damit auch der Blutdruck. Störungen der Wasser- und Elektrolytregelkreisläufe oder bestimmte Erkrankungen der Nieren können daher Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf-System haben. Wenn die Gefäßfunktionen im Laufe des Alters oder durch Erkrankungen der Gefäße (Verdickung oder Ablagerungen in den Gefäßen) nachlassen, hat dies ebenfalls Auswirkungen auf den Blutdruck.
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