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 Lungenkreislauf (kleiner Kreislauf)Beim Lungenkreislauf wird das aus dem Körper zurückkommende, sauerstoffarme Blut zunächst im rechten Vorhof gesammelt. Von dort gelangt das Blut über die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer. Nun wird es durch die Pulmonalklappe in die Lungenarterie und schließlich zur Lunge gepumpt. Dort gibt das Blut das gesammelte Kohlendioxid ab und nimmt Sauerstoff auf. Danach strömt das mit Sauerstoff angereicherte Blut durch die Lungenvene in den linken Vorhof zurück zum Herzen. Die beiden Kreisläufe treffen sich im Herzen Körperkreislauf (großer Kreislauf)Der Körperkreislauf beginnt im linken Vorhof. Hier wird das sauerstoffreiche Blut gesammelt und über die Mitralklappe in die linke Herzkammer geleitet. Die linke Herzkammer pumpt das Blut anschließend durch die Aortenklappe in die Hauptschlagader (Aorta). Diese transportiert es über Arterien und Arteriolen (vom Herzen wegführende Blutgefäße) durch den Körper, um ihn mit frischem Sauerstoff zu versorgen. In dieser Phase des Herz-Kreislauf-Systems gibt das Blut den Sauerstoff an die verschiedenen Organe ab und nimmt Abfallstoffe wie Kohlendioxid aus den Organen auf. Das „verbrauchte“, sauerstoffarme Blut wird schließlich über die Venen (zum Herzen zurückführende Blutgefäße) in den rechten Vorhof des Herzens zurück geleitet. Dort beginnt mit dem Lungenkreislauf der Blutkreislauf erneut. Blutgefäße und Blutkreislauf Die Blutgefäße sind dafür zuständig, alle Körperzellen mit sauerstoff- und nährstoffreichem Blut zu versorgen bzw. Abbauprodukte der Zellen und Kohlendioxid über das Blut abzutransportieren. Mit dem Herzen bilden die Blutgefäße das Herz-Kreislauf-System (kardiovaskuläres System). Verschiedene Kreisläufe im Körper Das Herz-Kreislauf-System wird unterteilt in den Blutkreislauf (großer Körperkreislauf) und den Lungenkreislauf (kleiner Kreislauf). Das Herz ist der Motor des Blutkreislaufs - es sorgt dafür, dass alle Zellen mit Blut versorgt werden. Deshalb führen die großen Blutgefäße des Körpers entweder vom Herzen weg zu den Organen oder zum Herzen hin. Die Blutgefäße, die das Blut zu den Zellen transportieren, werden als Arterien bezeichnet, die Blutgefäße, die es zum Herzen leiten, als Venen. Die linke Herzhälfte presst das sauerstoffreiche Blut in die Hauptschlagader des Körpers (Aorta). Von dort gelangt es in die Arterien, die sich zu noch kleineren Verästelungen, den Arteriolen, verzweigen. Die Arteriolen leiten das Blut in die Haargefäße (Kapillaren). Dabei handelt es sich um winzige Blutgefäße, die Sauerstoff und Nährstoffe an die Zellen weiterleiten. Gleichzeitig nehmen die Kapillaren auch Kohlendioxid und Abfallprodukte der Zellen auf und leiten sie an die kleinen Verästelungen der Venen, die Venolen, weiter. Diese Venolen laufen zusammen und bilden immer größere Venen, sodass schließlich das gesamte verbrauchte Blut in der unteren und der oberen Hohlvene gesammelt wird, die in die rechte Herzhälfte münden. Die rechte Herzhälfte ist dafür zuständig, das Blut in den Lungenkreislauf zu pumpen, denn schließlich muss das Kohlendioxid aus den Zellen über die Lunge aus dem Körper geleitet und das Blut wieder mit Sauerstoff beladen werden. Wie im Blutkreislauf gibt es auch hier Arterien, Arteriolen, Venen, Venolen und Kapillaren. Allerdings sind die Lungenarterien im Gegensatz zum Blutkreislauf dafür zuständig, das verbrauchte Blut zu transportieren, es in die Lunge zu leiten. Die Venen hingegen führen das sauerstoffreiche Blut zum Herzen - in die linke Herzhälfte - zurück, von wo aus es erneut in die Aorta gepumpt wird. Weiterhin existiert als Teil des Blutkreislaufs der Pfortaderkreislauf. Dieser Kreislauf ist dafür zuständig, das Blut mit Nährstoffen anzureichern, die von den Zellen benötigt werden. Die Pfortader, die zu den Venen gehört, nimmt die Nährstoffe (über Kapillaren) aus dem Darm ins Blut auf. Sie transportiert das Blut zunächst zur Leber, wo es von Schadstoffen weitgehend gereinigt wird. Spezialisierte Gefäße Die Arterien besitzen einen anderen Aufbau als die Venen. Die Arterien müssen großem Druck standhalten können, denn das Herz presst das Blut so stark in sie hinein, dass es durch den ganzen Körper zirkuliert. Arterienwände bestehen daher aus drei Schichten: der Außenwand (Tunica externa) aus elastischen und Bindegewebsfasern, der mittleren Schicht (Tunica media), die vor allem aus elastischen Fasern und glatten Muskelzellen besteht, und der Innenwand (Tunica interna), die sich aus einer dünnen Schicht Bindegewebe und dem Gefäßendothel zusammensetzt. Die Venen sorgen dafür, dass das Blut wieder zum Herzen gelangt. Genau wie die Arterien bestehen sie aus drei Wandschichten, allerdings ist die mittlere Schicht - die Muskelschicht - längst nicht so stark ausgeprägt, da sie keinem so großen Blutdruck standhalten müssen. Dafür ist die Außenwand dicker. Die Innenwand bildet die Venenklappen, die sich nur in eine Richtung, nämlich zum Herzen hin, öffnen. Sie verhindern einen Rückfluss des Blutes. Die Leistung des Herzens reicht allein nicht aus, um das Blut vom Fuß in Brusthöhe zu pumpen. Kapillarsystem Die Kapillaren, die kleinsten Blutgefäße, die den gesamten Körper durchziehen, besitzen eine dünne, nur aus einer Zellschicht bestehende Wand. Die Gefäßwand - eine semipermeable Membran - muss nämlich durchlässig für Nährstoffe, Flüssigkeit und Sauerstoff sein, um die Zellen zu versorgen. Die Stoffe aus dem Blut gelangen infolge von Diffusion sowie von Druckunterschieden zwischen Kapillaren und Gewebe zu den Zellen bzw. zurück. Während der Druck, der durch die Flüssigkeit in den Kapillaren entsteht (hydrostatischer Druck) im Bereich der Arterien in den Kapillaren hoch und im Gewebe niedrig ist, verringert er sich in den Kapillaren im Bereich der Venen. Zudem sind die Eiweiße aus dem Blutplasma zu groß, um durch die Kapillarwand in die Zellen zu diffundieren. Die Konzentration von Eiweiß in den Kapillaren übersteigt daher die Konzentration von Eiweiß im Gewebe. Dadurch entsteht der kolloidosmotische Druck, der dafür sorgt, dass trotz des immer noch bestehenden (aber mittlerweile verringerten) hydrostatischen Drucks Stoffe aus den Zellen in die Kapillaren gelangen. Der Herzmuskel stellt sicher, dass das Blut in sämtliche Regionen des Körpers gelangen kann. Hierzu schlägt das Herz im Durchschnitt 70 bis 80 Mal pro Minute und transportiert minütlich zwischen vier und sechs Litern Blut durch das Gefäßsystem. Das sind 360 Liter stündlich und 8.640 Liter täglich. Dabei verfügt das Herz mit seinen beiden Herzkammern über zwei synchronisierte Pumpen, die das Blut einerseits in Richtung Lunge und andererseits in alle restlichen Körperorgane und Extremitäten pumpen. Daher wird das Blutgefäßsystem in zwei ineinander geschaltete Kreisläufe aufgeteilt:
Der Lungenkreislauf (kleiner Blutkreislauf)Der Lungenkreislauf beginnt in der rechten Herzhälfte. Das aus der oberen sowie unteren Hohlvene (Vena cava superior und Vena cava inferior) des Körperkreislaufs kommende sauerstoffarme und kohlenstoffdioxidreiche Blut fließt zunächst in den rechten Vorhof (Atrium cordis dextrum), anschließend durch die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer (rechter Ventrikel, Ventriculus dexter). Von dort wird das Blut durch die Pulmonalklappe in die Lungenschlagader (Truncus pulmonalis) gepumpt. Die Lungenschlagader verzweigt sich nach kurzem Verlauf zunächst in die rechte und linke Lungenarterie (Arteria pulmonalis dextra und Arteria pulmonalis sinistra). Diese verästeln sich in immer dünner werdende Arteriolen bis in die haarfeinen Kapillaren (Haargefäßen), die die 300 bis 500 Millionen Lungenbläschen netzartig umgeben und den Übergang zum Venensystem darstellen. Durch eine dünne, nur aus einer Zellschicht bestehenden Wand zwischen Kapillaren und den mit Atemluft angefüllten Alveolen findet der Gasaustausch statt. Zum einen gelangt das Kohlendioxid aus dem Kapillarblut in die Lungenbläschen und kann über die Atemluft ausgeatmet werden. Zum anderen gelangt der mit der Atemluft aufgenommene Sauerstoff aus den Lungenbläschen in die Kapillaren und wird dort für den Weitertransport im venösen Teil des kleinen Kreislaufs an den roten Blutfarbstoff Hämoglobin gebunden. Sauerstoffreiches Blut strömt anschließend durch die Venolen und mehrere Lungenvenen zurück in den linken Vorhof (Atrium cordis sinistrum) und mündet über die Mitralklappe in die linke Herzkammer (linker Ventrikel, Ventriculus cordis sinister). Vom linken Ventrikel aus wird das sauerstoffreiche Blut über die der linken Herzhälfte entspringenden Hauptschlagader (Aorta) in den Körperkreislauf gepumpt. Der Körperkreislauf (großer Blutkreislauf)Der Körperkreislauf geht von der linken Herzhälfte aus. Sauerstoffreiches und kohlenstoffdioxidarmes Blut aus dem Lungenkreislauf wird vom linken Ventrikel mit hohem Druck durch die Aortenklappe in die Hauptschlagader (Aorta) transportiert. Von der Aorta gehen auch die das Herz versorgenden Koronararterien ab. Im weiteren Verlauf verzweigt sich die Aorta in Arterien und Arteriolen und diese schließlich analog zum kleinen Kreislauf in haarfeine Kapillaren. Zwischen den Arteriolen und Venolen findet der Stoffaustausch zwischen Blut und den jeweiligen Gewebezellen statt. Aus dem Blut der Arteriolen gelangen Sauerstoff, Nährstoffe und Signalstoffe in die Gewebezellen, die im Gegenzug Stoffwechselprodukte wie Kohlenstoffdioxid abgegeben. Das jetzt sauerstoffarme und mit Kohlenstoffdioxid angereicherte Blut wird anschließend über die Venolen zurück in Richtung rechte Herzhälfte transportiert. Die Venolen schließen sich dabei zu größer werdenden Venen zusammen, bis sie schließlich in die Hohlvene (Vena cava) münden. Über diese gelangt das sauerstoffarme Blut zunächst in den rechten Vorhof und anschließend durch die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer. Von dieser aus passiert es erneut den Lungenkreislauf. PfortaderkreislaufDer Pfortaderkreislauf ist ein besonderer Teil bzw. „Nebenzweig“ des Körperkreislaufs. Zu diesem gehört der venöse Blutkreislauf von Magen, Darm, Milz und Bauchspeicheldrüse. Das aus diesen Organen kommende Blut wird zunächst in der Pfortader (Vena portae) gesammelt und anschließend zur Leber transportiert. Sämtliche mit der Verdauung aufgenommenen Nährstoffe werden über das Pfortadersystem durch die Leber geleitet, bevor diese über die untere Hohlvene in den eigentlichen Kreislauf gelangen (sogenannte Leberpassage). Die Leber ist ein bedeutendes Stoffwechselorgan, das die im Darm ausgenommenen Nährstoffe nach Bedarf speichert, umwandelt oder abbaut. Zugleich ist sie ein zentrales Entgiftungsorgan. Sie filtert die über die Nahrung aufgenommenen Giftstoffe (u. a. Alkohol), giftige Stoffwechselprodukte sowie unterschiedliche, über den Verdauungstrakt aufgenommene Medikamente aus dem Blut, bevor dieses den großen Kreislauf passieren kann. Zudem verstoffwechselt und eliminiert die Leber Abbauprodukte aus der Milz. Zu diesen gehört unter anderem Bilirubin, ein Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin. Niederdruck- und HochdrucksystemDer Blutkreislauf wird darüber hinaus in ein Niederdruck- und Hochdrucksystem eingeteilt. Der kleine Kreislauf gehört zum Niederdrucksystem, da der Druck in seinen Gefäßen erheblich niedriger ausfällt als im Hochdrucksystem. Dies spiegelt sich auch im Blutdruck wider: Im Körperkreislauf beträgt der Blutdruck in Ruhe durchschnittlich 120/80 mmHg (= Millimeter Quecksilbersäule), im Lungenkreislauf dagegen lediglich 20/8 mmHg im Mittel. Insgesamt werden das gesamte venöse Blutgefäßsystem, die Kapillaren, die Lungengefäße, die rechte Herzhälfte sowie der linke Vorhof und der linke Ventrikel in Diastole (Entspannungsphase) dem Niederdrucksystem zugeordnet. In diesem zirkulieren etwa 85 Prozent des Gesamtblutvolumens. Wie wird das Blut durch das Blutsystem transportiertDurch Herzmuskelkontraktionen wird das Blut in die vom Herzen wegführenden Blutgefäße gepumpt. Linksseitig über die Aorta in den Körperkreislauf, rechtsseitig über die Lungenschlagader in den kleinen Blutkreislauf. Die Wand der Arterien verfügt über eine dicke, elastische Schicht aus glatten Muskelzellen. Diese wird während des Pumpvorgangs gedehnt, sodass sich die Arterie weitet. Anschließend kontrahiert die Muskelschicht im geweiteten Bereich und presst das Blut ein Stück weit weiter. Die Arterien erweitern sich und kontrahieren mit dem Rhythmus des Herzschlags analog zu einer Druckwelle (auch Pulswelle), die sich über die gesamte Länge des Blutgefäßes fortsetzt. Die Druckwelle ist als Puls – beispielweise am Hals, Handgelenk oder an der Schläfe - palpierbar. Die rhythmische Kontraktion des Herzmuskels hält einen spezifischen Druck in den Blutgefäßen aufrecht – den sogenannten Blutdruck – und erzeugt so einen Blutstrom. Der Druck in den Blutgefäßen nimmt dabei mit größer werdendem Abstand zum Herzen und kleiner werdenden Blutgefäßen stetig ab. Anders als eine Arterie verfügt eine Vene lediglich über eine dünne Gefäßwand, die nicht aktiv kontrahieren kann. Dafür ist diese äußerst dehnbar. In den Bereichen, in welchen sich Venen und Arterien eine Bindegewebshülle teilen, presst die Pulswelle in der Arterie auch die Wand der Vene zusammen und sorgt so für einen Weitertransport des Blutes. Die Muskelpumpe (auch als Venenpumpe bezeichnet) unterstützt zusätzlich den Blutkreislauf. Durch regelmäßige Muskelkontraktionen werden die Wände der in den Muskeln verlaufenden Gefäße komprimiert und das Blut dadurch stetig weiter gepresst. Zudem befinden sich in den Venen in bestimmten Abständen sogenannte Venenklappen, die ein Zurückfließen des Blutes verhindern. Das Blut kann dadurch lediglich in eine Richtung fließen. Fällt die Muskelpumpe etwa durch Bewegungsmangel oder Verletzungen aus, vermindert das vor allem den Rückfluss des Blutes aus den Beinvenen und erhöht so das Thromboserisiko. Die Regulierung des Blutdrucks im BlutkreislaufDie Regulierung des Blutdrucks erfolgt über verschiedene kurzfristige und langfristige Mechanismen unter Partizipation des vegetativen Nervensystems und unterschiedlicher Hormone. So kann der Blutdruck beispielsweise kurzfristig über Druckrezeptoren (Barorezeptoren) in den Blutgefäßwänden reguliert werden. Die bedeutendsten Druckrezeptoren sind dabei im Aortenbogen und in einer Gefäßerweiterung der inneren Halsschlagader – dem sogenannten Sinus caroticus der Arteria carotis interna - lokalisiert. Diese Rezeptoren „messen“ den in den Gefäßen herrschenden Blutdruck. Mit ansteigendem Blutdruck dehnen sich die Gefäßwände. Dies stimuliert die Druckrezeptoren, die sogenannte Impulsentladungen über die Nervenbahnen an die Medulla oblongata im zentralen Nervensystem leiten. Je größer die Dehnung der Gefäßwand, desto schneller senden die Rezeptoren dabei die Signale an das zentrale Nervensystem. Ab einer bestimmten Impulsfrequenz wird der Parasympathikus aktiviert, der wiederum eine langsamere Schlagfrequenz des Herzens sowie eine Weitung der Blutgefäße und damit eine Senkung des Drucks im Blutgefäßsystem auslöst. Bei Abfall des Blutdrucks wird umgekehrt der Sympathikus aktiviert, der die Herzfrequenz ansteigen und Gefäßwände verengen lässt und darüber zu einer Blutdruckerhöhung führt. Daneben befinden sich in den Nieren Druckrezeptoren, die bei abnehmender Durchblutung der Nieren aktiviert werden und zu einer Ausschüttung von Renin führen. Dieser Botenstoff bewirkt wiederum eine Ausschüttung des Hormons Angiotensin II, das zu einer Verengung der Blutgefäße und somit einem erneuten Anstieg des Blutdrucks führt. Langfristig wird der Blutdruck über den Wasser- und Elektrolythaushalt reguliert. Mit Blutdruckerhöhung kann über die Nieren vermehrt Wasser ausgeschieden werden. In der Folge nimmt das Blutvolumen ab und der Blutdruck sinkt. Umgekehrt halten die Nieren bei zu niedrigem Blutdruck verstärkt Wasser zurück und setzen so Blutvolumen und Blutdruck herauf. |
Welche herzhälfte presst das sauerstoffreiche Blut in die Blutgefäße
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