Aufgabe des Herzens

Das Herz spielt eine zentrale Rolle im Herzkreislaufsystem des Menschen, denn es ist der Motor des Kreislaufsystems.
Das Blut aus dem Körperkreislauf gelangt zunächst in die rechte Hälfte des Herzens. Von dort wird das Blut in die Lunge gepumpt, wo es mit Sauerstoff versorgt wird. Aus dem Lungenkreislauf fließt das Blut in die linke Herzhälfte, von wo aus es durch die Hauptschlagader in den gesamten Körperkreislauf befördert wird. In seiner Pumpfunktion passt sich das Herz der jeweiligen Situation des Körpers an, denn abhängig davon ob ein Mensch liegt, steht oder sich körperlich anstrengt, werden unterschiedliche Anforderungen an das Herzkreislaufsystem gestellt.

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Die linke Herzkammer, auch linker Ventrikel genannt ist dafür zuständig, das Blut in den Körperkreislauf zu pumpen. In der Entspannungsphase, der sogenannten Diastole wird die linke Herzkammer mit sauerstoffreichem Blut aus dem Lungenkreislauf gefüllt. Dieses gelangt aus der Lunge zunächst in den linken Vorhof. Von dort aus wird es durch die Mitralklappe in die linke Herzkammer befördert.
Während der Anspannungsphase, in der medizinischen Fachsprache als Systole bezeichnet, pumpt die linke Herzkammer das Blut durch die Aortenklappe in die Hauptschlagader, von wo es in den Körperkreislauf kommt.
Dabei muss die linke Herzkammer so viel Druck aufbringen, dass dieser den Blutdruck im Körperkreislauf übersteigt. Im Normalfall sind das etwa 120 mmHg. Verglichen mit der rechten Kammer muss die linke Herzkammer somit einen deutlich höheren Druck aufbringen. Deshalb ist die Herzmuskelschicht auf der linken Seite sehr viel dicker.
Die linke Herzkammer muss in der Lage sein ihre Pumpaktivität der körperlichen Aktivität anzupassen. Während einer körperlichen Belastung schlägt das Herz deshalb deutlich schneller. Gleichzeitig wird die linke Herzkammer vor jedem Schlag mit einer größeren Menge Blut gefüllt. Durch die Erhöhung des Volumens und der Schlagfrequenz steigt das Herzminutenvolumen, also die Menge Blut, die das Herz pro Minute in den Kreislauf pumpt, stark an. Nur so ist das Herz in der Lage den erhöhten Anforderungen in einer Belastungsphase gerecht zu werden.

Die rechte Herzkammer bekommt das sauerstoffarme Blut aus dem Körperkreislauf. Dieses wird zunächst im rechten Vorhof gesammelt, bevor es durch die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer befördert wird. Die rechte Herzkammer pumpt das Blut durch die sogenannte Pulmonalklappe in die Lungengefäße, damit es in der Lunge mit Sauerstoff versorgt wird.
In der Pumpfunktion der rechten Herzkammer unterscheidet man zwei verschiedene Phasen. Die Anspannungsphase und die Entspannungsphase.
Während der Entspannungsphase füllt sich die rechte Herzkammer mit Blut, die Herzmuskulatur ist entspannt. Wenn über das Erregungsleitungssystem des Herzens das Signal zur Anspannung in der rechten Herzkammer ankommt, spannt sich der Herzmuskel an. Sobald ein Druck von etwa 25 mmHg erreicht ist, dies ist der maximale Druck, der im Lungenkreislauf vorherrscht, öffnet sich die Trikuspidalklappe. Somit gelangt das Blut aus der rechten Herzkammer in den Lungenkreislauf.
Im Gegensatz zur linken Herzkammer muss die rechte Kammer einen vergleichsweise geringen Druck in der Anspannungsphase aufbringen. Deshalb ist die Muskelschicht der rechten Herzkammer deutlich dünner.

In den Vorhöfen sammelt das Herz das Blut aus den vorhergehenden Kreislaufabschnitten. Durch die obere und die untere Hohlvene gelangt das Blut aus dem Körperkreislauf in den rechten Vorhof.
Von dort wird es durch die Trikuspidalklappe hindurch in die rechte Herzkammer gepumpt. Der Vorhof selbst hat kaum eine eigene Pumpfunktion. Vielmehr wird das Blut durch den Unterdruck, welcher in der Entspannungsphase in der rechten Herzkammer entsteht, in diese hineingesogen.
Das Blut, das im linken Vorhof landet, kommt aus dem Lungenkreislauf. Aus dem linken Vorhof wird es durch die Mitralklappe in die linke Herzkammer gepumpt.
Die Vorhöfe haben ebenso wie die Herzkammern eine An- und eine Entspannungsphase. Allerdings verlaufen diese entgegengesetzt zu den Phasen der Herzkammern. In der Entspannungsphase der Herzkammern müssen sich die Vorhöfe zusammenziehen, damit sie das Blut in die Kammern pumpen können. Während die Kammern sich anspannen, füllen sich die Vorhöfe schon wieder mit dem Blut der vorhergehenden Kreislaufabschnitte.

Das Herz bildet den Motor des Herz-Kreislaufsystems. Jede Minute kommen etwa 5 Liter Blut durch das Herz. Das entspricht dem gesamten Blutvolumen.
Vom Blutfluss her unterteilt man das Herz in eine rechte und eine linke Hälfte. Umgangssprachlich spricht man vom „rechten“ und „linken Herzen“. Während die rechte Herzhälfte das Blut aus dem gesamten Körperkreislauf sammelt und in die Lungengefäße pumpt, kommt in der linken Herzhälfte das Blut aus dem Lungenkreislauf an und gelangt von dort wieder in den Rest des Körpers.
Obwohl beide Herzhälften dieselbe Menge Blut bewältigen müssen, ist die linke Herzkammer deutlich muskulöser. Das liegt daran, dass sie das Blut gegen einen höheren Druck weiterpumpen muss.
Je nachdem, in welchem Zustand sich der Körper befindet, muss das Herz unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. Bei einem liegenden Menschen hat das Herz vergleichsweise wenig zu tun. Im Stehen muss ein Teil des Blutes gegen die Schwerkraft bin ins Gehirn gepumpt werden. Dafür ist etwas mehr Kraft nötig.
Wer Sport macht, treibt sein Herz zu Höchstleistungen. Denn während des Sports muss die Muskulatur des Körpers mit mehr Nährstoffen und Sauerstoff versorgt werden. Dafür muss das Herzkreislaufsystem angekurbelt werden, was mehr Arbeit für das Herz bedeutet.

Damit das Herz zuverlässig und gleichmäßig Blut in den Kreislauf pumpt, müssen alle Muskelzellen des Herzens koordiniert werden. Dafür gibt es das Erregungsleitungssystem. Dieses besteht aus Nerven, die Informationen von einer Herzmuskelzelle nur nächsten transportieren.
Das Erregungsleitungssystem beginnt am Sinusknoten in den Vorhöfen. Gelangt das elektrische Signal in die dortigen Muskelzellen, spannen diese sich an und pumpen das Blut weiter in die Herzkammern. Anschließend entspannen sich die Muskelzellen wieder. Währenddessen läuft das Signal im Erregungsleitungssystem weiter. Durch die Herzscheidewand gelangt es zur Spitze der beiden Herzkammern und anschließend, die äußere Herzwand entlang, wieder Richtung Herzbasis.
Auch in den Herzkammern führt das Signal zur Anspannung der Herzmuskelzellen, wodurch das Blut aus beiden Kammern in den Kreislauf gepumpt wird. Während das elektrische Signal in den Herzkammern zurückgeht und die Muskulatur sich dort wieder entspannt, entsteht am Sinusknoten das Signal für den nächsten Herzschlag.

Der Sinusknoten ist der Schrittmacher des Herzens. Das bedeutet, dass hier die elektrischen Impulse entstehen, die das Herz zum Schlagen bringen.
Der Sinusknoten sitzt im rechten Vorhof. Von dort aus breitet sich die Erregung zum AV-Knoten hin aus und wird anschließend in die Herzkammern fortgeleitet. Im Normalfall gibt der Sinusknoten einen Rhythmus von etwa 60 bis 80 Schlägen pro Minute vor.
Bei Belastung beispielsweise durch körperliche Anstrengung, in Stresssituationen oder bei Angst, schlägt das Herz schneller. Um diese Vorgänge zu steuern erhält der Sinusknoten Informationen aus dem Hirn und setzt diese in Form von schnelleren oder langsameren Impulsen um.

Der AV-Knoten hat eine Wächterfunktion im Erregungsleitungssystem des Herzens. Die Erregung der Herzmuskelzellen breitet sich vom Sinusknoten über die Vorhöfe aus und landet beim AV-Knoten. Dieser leitet die vorgegebene Herzfrequenz in die Herzkammern weiter.
Eine wichtige Funktion kommt dem AV-Knoten zu, wenn der Sinusknoten nicht mehr richtig arbeitet. Gibt dieser zu schnelle Impulse, das ist beispielsweise beim Vorhofflimmern der Fall, leitet der AV-Knoten nicht alle Erregungen in die Herzkammern weiter. Somit kontrolliert er die Frequenz und sorgt dafür, dass die Kammern mit einer normalen Geschwindigkeit weiterarbeiten. Fällt der Sinusknoten komplett aus, springt der AV-Knoten ein. Er generiert dann selbst die Impulse, die das Herz zum Schlagen bringen. Allerdings ist der Herzschlag in dem Fall etwas langsamer.

Das Herz hat vier Herzklappen, wobei man Taschen- und Segelklappen unterscheidet.
Die beiden Segelklappen trennen die Vorhöfe des Herzens von den Kammern. Die so genannte Trikuspidalklappe liegt zwischen dem rechten Vorhof und der rechten Herzkammer, die Mitralklappe bildet die Grenze zwischen linkem Vorhof und linker Herzkammer. Diese beiden Herzklappen sind in der Anspannungsphase des Herzens geschlossen und verhindern dadurch, dass das Blut im Herzen rückwärts gepumpt wird. In der Entspannungsphase öffnen sich die beiden Segelklappen, damit sich die Herzkammern wieder mit Blut füllen können.
Die Taschenklappen trennen die Herzkammern von dem dahinterliegenden Gefäßsystem. Die Pulmonalklappe liegt zwischen der rechten Herzkammer und dem Lungenkreislauf. Die Aortenklappe trennt die linke Herzkammer vom Körperkreislauf. Beide Klappen sind in der Entspannungsphase, auch Füllungsphase, da sich die Herzkammern füllen, geschlossen. Durch die Anspannung des Herzens werden diese Herzklappen aufgedrückt und das Blut gelangt in den Kreislauf.
Problematisch werden die Klappen, wenn sie undicht sind. Dies wird dann als Insuffizienz der Herzklappe bezeichnet. Zudem kann es im Bereich der Klappen zu einer Verengung kommen, in der Fachsprache wird dies Stenose genannt. In beiden Fällen muss das Herz mehr Arbeit leisten.

Das menschliche Herz wird über zwei Hauptgefäße versorgt: Das linke und das rechte Herzkranzgefäß. Die Herzkranzgefäße oder in der Fachsprache Koronararterien, sind dafür zuständig den Herzmuskel mit Blut zu versorgen.
Dadurch werden genügend Nährstoffe und Sauerstoff zu den Muskelzellen transportiert. Außerdem werden die durch die Herzarbeit anfallenden Abfallstoffe aus der Muskulatur wieder abtransportiert.
In den meisten Muskeln bilden die versorgenden Gefäße sehr viele Querverbindungen aus. Dadurch wird auch im Falle einer Verstopfung in einem Gefäß der gesamte Muskel weiterhin mit genügend Blut versorgt. Auch die Herzkranzgefäße bilden diese sogenannten Kollateralkreisläufe aus. Allerdings reichen diese nicht aus um das Herz vollständig zu versorgen. Deshalb führt der Verschluss eines Astes der Herzkranzgefäße zu einer Minderversorgung der dahinterliegenden Muskulatur.
Durch die Pumpaktivität des Herzens sind die Herzkranzgefäße nicht die ganze Zeit durchblutet. Nur in der Entspannungsphase des Herzens gelangt Blut in die Gefäße. Unter Belastung wird der Herzschlag schneller, was gleichzeitig bedeutet, dass sich die Entspannungsphase verkürzt. Dadurch ist die Dauer, in der die Herzkranzgefäße durchblutet werden ebenfalls kürzer.

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Die Herzscheidewand ist der Teil des Herzens, der zwischen den beiden Herzkammern liegt.
Ihre erste Aufgabe besteht deshalb darin, die beiden Kammern voneinander zu trennen. Wie auch die äußeren Teile des Herzens besteht die Herzscheidewand aus Muskulatur und pumpt zusammen mit dem restlichen Herzen in der Anspannungsphase das Blut in den Kreislauf. Da die linke Herzkammer deutlich mehr Arbeit leisten muss als die rechte, unterstützt die Herzscheidewand hauptsächlich die linke Kammer in ihrer Pumpfunktion. In der Herzscheidewand verlaufen außerdem Teile des Erregungsleitungssystems. Darin läuft das elektrische Signal von den Vorhöfen bis zur Spitze des Herzens.

Ein Herzschrittmacher wird gebraucht, wenn das Herz es nicht mehr alleine schafft, regelmäßig zu schlagen. Dies kann unterschiedlichste Ursachen haben. Beispielsweise arbeitet der Sinusknoten, der herzeigene Schrittmacher, nicht mehr zuverlässig oder es gibt Probleme im Reizleitungssystem. In beiden Fällen kann der Herzschrittmacher die fehlende Funktion übernehmen.

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Es gibt unterschiedliche Arten von Schrittmachern. Diejenigen, die die Funktion des Sinusknotens ersetzen, sind dafür zuständig ein elektrisches Signal herzustellen, was anschließend durch das gesamte Erregungsleitungssystem des Herzens geschickt wird.
Andere Herzschrittmacher stellen die Verbindung zwischen den Vorhöfen und den Herzkammern wieder her. In diesem Fall wird ein Signal, was von den Vorhöfen aus ankommt über den AV-Knoten hinweg an die Herzkammern weitergeleitet. Dadurch können die Herzkammern in gewohnter Art und Weise weiterarbeiten. Die neusten Herzschrittmacher können außerdem Störungen der Herzaktivität, sogenannte Herzrhythmusstörungen, direkt aufzeichnen. Zudem sind die heutigen Herzschrittmacher in der Lage, die Herzfrequenz an die jeweilige körperliche Aktivität des Menschen anzupassen.

Der Herzbeutel umschließt das Herz nahezu komplett. Einzig die Gefäße, die direkt aus dem Herzen kommen (Lungenarterie und Hauptschlagader), gehen durch ihn hindurch.
Die wichtigste Aufgabe des Herzbeutels ist es das Herz zu schützen. Außerdem ist dieser mit dem umliegenden Gewebe verbunden und gibt dem Herzen damit seinen Halt im Brustkorb. Der Herzbeutel besteht aus zwei verschiedenen Schichten, zwischen denen etwa 10-15 ml Flüssigkeit liegen. Dadurch sind die beiden Schichten gegeneinander verschieblich und ermöglichen dem Herzen freie Bewegungsmöglichkeit. Diese ist nötig, damit sich das Herz an- und entspannen kann. Allerdings ist im Herzbeutel nicht unbegrenzt Platz. Wenn zu viel Flüssigkeit oder eine gewisse Menge Blut zwischen Herzbeutel und Herz gelangt, ist das Herz in seiner Pumpfunktion deutlich eingeschränkt, da es sich nicht mehr vollständig ausdehnen kann.