Der Austausch von Gasen und Nährstoffen erfolgt bei Tieren über spezialisierte Systeme. Wenn du dir das Diagramm des Tierreichs ansiehst, kannst du erkennen, wie sich die Kreislaufsysteme entwickelt haben. Sie sind die primitivsten am unteren Ende des Tierreichs, und wenn wir uns in den verschiedenen Phyla nach oben bewegen, beginnen sich komplexe Systeme zu bilden. Bei Gliederfüßern, Weichtieren, Chordaten und Ringelwürmern kann man den Unterschied deutlich erkennen. Schauen wir uns an, wie dieser Austausch bei Chordaten, insbesondere beim Menschen, abläuft.
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Was sind Kreislaufbahnen?
Jede andere Zelle, jedes Gewebe und jedes Organ im Körper wird in hohem Maße durch das Kreislaufsystem des Körpers beeinflusst. Dieses System ist das komplexeste System mit den drei Hauptkomponenten Blut, Blutgefäße und Herz. Das Blut fließt durch die Arterien und Venen durch den gesamten Körper. Auf diese Weise erfolgt die Zirkulation im Körper.
Das Muster, durch das die Zirkulation erfolgt, wird Kreislaufbahn genannt. Dieser Kreislauf kann in zwei Arten eingeteilt werden – das offene und das geschlossene Kreislaufsystem.
Das offene Kreislaufsystem ist in den beiden Phyla Arthropoda und Mollusca deutlich sichtbar. Hier gelangt das vom Herzen gepumpte Blut durch große Gefäße in die offenen Körperhöhlen. Bei zwei anderen prominenten Phyla, dem Stamm der Annelida und dem Stamm der Chordata, ist hingegen ein geschlossenes Kreislaufsystem zu erkennen. Hier wird das Blut immer durch geschlossene Blutgefäße zirkuliert. Dieser geschlossene Weg gilt als vorteilhafter, da der Blutfluss genau reguliert werden kann.
Weitere Themen unter Körperflüssigkeiten und Kreislauf
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- Kreislaufstörungen
Kreislaufsysteme bei Wirbeltieren
Wirbeltiere weisen im Vergleich zu den Nicht-Wirbeltieren einige Besonderheiten auf. Alle Wirbeltiere haben ein Herz mit Kammern. Bei Fischen ist es ein Zweikammerherz, während es bei Amphibien und Reptilien ein Dreikammerherz ist. Eine Ausnahme bilden hier die Krokodile, die ebenso wie Vögel und Säugetiere ein Vierkammerherz haben.
Einerseits haben Fische einen einfachen Kreislauf, während Amphibien und Reptilien einen unvollständigen doppelten Kreislauf haben. Vögel und Säugetiere haben zwei getrennte Kreislaufwege und weisen einen doppelten Kreislauf auf.
(Quelle: Wikipedia)
Kreislaufsystem des Menschen
Es ist ein kompliziertes System, das effizient arbeitet, damit die anderen Systeme reibungslos funktionieren können. Um dieses System besser verstehen zu können, ist es wichtig, die Struktur des Herzens, den Herzschlag und einige andere wichtige Aspekte zu kennen. Lassen Sie uns einen nach dem anderen erforschen.
Arten des Kreislaufs
Die Hauptbestandteile des menschlichen Kreislaufsystems sind das Herz mit seinen vier Kammern, das komplexe Netzwerk von Blutgefäßen – Arterien und Venen – und das Blut. Beim Menschen durchläuft das Blut zwei Arten von Kreisläufen – den Lungenkreislauf (Kreislauf) und den Körperkreislauf (Kreislauf).
- Lungenkreislauf – Hier fließt das sauerstoffarme Blut, das so genannte sauerstoffarme Blut, von der rechten Seite des Herzens zur Lunge. In der Lunge findet ein Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid statt, und das Blut wird nun mit Sauerstoff angereichert.
- Systemischer Kreislauf – Hier fließt sauerstoffhaltiges Blut, d.h. Blut mit Sauerstoff, von der linken Seite des Herzens zu verschiedenen Bereichen des Körpers. Hier, an den verschiedenen Organen, findet ein Austausch von Gasen, Nährstoffen und Abfallstoffen durch die interstitiellen Flüssigkeiten statt. Das sauerstoffarme Blut fließt nun zurück zur rechten Seite des Herzens.
Struktur des Herzens
Das menschliche Herz hat etwa die Größe einer geschlossenen Faust. Es ist die Kreislaufpumpe des Körpers, die das Blut zu den verschiedenen Organen im Körper pumpt. Es wiegt etwa 280 bis 340 Gramm bei Männern und etwa 230 bis 280 Gramm bei Frauen. Das Herz befindet sich in der Brusthöhle und ist leicht zur linken Seite des Körpers geneigt.
Das Herz ist von einem doppelwandigen Beutel, dem Herzbeutel, umgeben. Dieser schützt das Herz und verankert es auch im Brustkorb zwischen den beiden Lungenflügeln. Zwischen der äußeren und der inneren Herzbeutelschicht befindet sich die Herzbeutelflüssigkeit, die das Herz schmiert.
Das menschliche Herz hat insgesamt vier Kammern – die beiden oberen Kammern, die als rechter Vorhof und linker Vorhof bezeichnet werden, und die beiden unteren Kammern, die als rechter Ventrikel und linker Ventrikel bezeichnet werden. Der rechte Vorhof und der rechte Ventrikel zusammen werden als rechtes Herz bezeichnet. Der linke Vorhof und die linke Herzkammer zusammen werden als linkes Herz bezeichnet. Beide Seiten des Herzens sind durch eine muskulöse Wand, die sogenannte Scheidewand, getrennt. Auch die Herzkammern und die Vorhöfe sind durch muskulöse Scheidewände voneinander getrennt.
Kammern des Herzens
Die Kammern des Herzens sind durch eine kleine Öffnung in den Scheidewänden miteinander verbunden. Diese Öffnungen werden von Klappen bewacht. Es gibt verschiedene Arten von Klappen. Sie sind:
- Tricuspidalklappe – Sie besteht aus drei Muskelklappen oder Höckern und bewacht die Öffnung zwischen dem rechten Vorhof und der rechten Herzkammer.
- Bikuspidalklappe oder Mitralklappe – Sie bewacht die Öffnung zwischen dem linken Vorhof und der linken Herzkammer.
- Aortenklappe – Kontrolliert den Blutfluss aus den Herzkammern und befindet sich zwischen der Aorta und der linken Herzkammer.
- Pulmonalklappe – Kontrolliert den Blutfluss aus den Herzkammern und befindet sich zwischen der Lungenarterie und der rechten Herzkammer.
Es gibt viele Blutgefäße, die in das Herz hinein und aus ihm heraus gehen. Venen, Arterien und Kapillaren bilden dieses dichte Netz. Die Venen transportieren sauerstoffarmes Blut zur rechten Seite des Herzens. Arterien transportieren sauerstoffreiches Blut vom Herzen weg zu verschiedenen Teilen des Körpers. Die längste Arterie, die das Herz verlässt, heißt Aorta. Zwischen den Venen und Arterien bilden kleine röhrenförmige Gefäße, die Kapillaren, ein Netzwerk.
Die Herzmuskeln bilden das Herz. Die Wände der Herzkammern sind dicker als die Wände der Vorhöfe. Die Herzmuskeln haben ein spezielles Knotengewebe, den Sinus-Atrium-Knoten und den Atrioventrikularknoten. Außerdem gibt es ein Bündel von Knotenfasern, das so genannte atrioventrikuläre Bündel (AV-Bündel). Diese verzweigen sich in ein rechtes und ein linkes Bündel. Das rechte und das linke Bündel verzweigen sich weiter in winzige Fasern, die Purkinje-Fasern genannt werden und sich durch die gesamte Ventrikelmuskulatur des Herzens ziehen. Diese Fasern werden zusammen mit den rechten und linken Faserbündeln als His-Bündel bezeichnet.
Das herausragendste Merkmal dieser Knotenmuskulatur ist, dass sie in der Lage ist, ohne äußere Reize elektrische Impulse zu erzeugen.
Herzschlag
Was ist ein Herzschlag und wie geschieht er?
In den einfachsten Worten bedeutet Herzschlag den Puls des Herzens. Der Puls oder die Herzfrequenz ist die Anzahl der Herzschläge pro Minute. (Ein rhythmisches Zusammenziehen und Entspannen der Herzkammern)
Sie müssen wissen, dass unser Herz durchschnittlich 72 Mal pro Minute schlägt. Wie kommt dieser rhythmische Herzschlag zustande?
Die vier Herzkammern, d.h. die Vorhöfe und die Herzkammern, arbeiten zusammen. Sie kontrahieren und entspannen sich abwechselnd, um das Blut durch das Herz zu pumpen. Es gibt einige elektrische Impulse, die den Herzschlag auslösen. Diese Impulse sind die Energiequelle, die den Herzschlag ermöglicht.
Diese Impulse beginnen am Sinusknoten, der als natürlicher Schrittmacher des Herzens bekannt ist. Wenn diese elektrische Aktivität beginnt, sich in den Muskelwänden der Vorhöfe auszubreiten, führt sie zu einer Kontraktion. Der Atrioventrikularknoten verlangsamt die elektrischen Signale, bevor sie in die Herzkammern gelangen. Daher kontrahieren zuerst die Vorhöfe, gefolgt von der Kontraktion der Herzkammern. Die Herzkammern kontrahieren, nachdem sie den Impuls durch das His-Bündel erhalten haben.
Herzzyklus
Sie wissen jetzt, was ein Herzschlag ist und welche Auslöser das Herz zum Schlagen bringen. Aber wusstest du auch, dass es einige Ereignisse gibt, die während eines Herzschlages ablaufen? Das ist nichts anderes als der Herzzyklus. Die Dauer des Herzzyklus beträgt etwa 0,8 Sekunden und jede Herzkammer pumpt etwa 70 ml Blut, was als Schlagvolumen bezeichnet wird.
(Quelle: Wikipedia)
Es gibt drei Phasen eines Herzzyklus. Sie sind:
- Vorhofsystole
- Kammersystole
- Relaxation
In der Phase der Vorhofsystole ziehen sich die Vorhöfe zusammen und drücken das Blut in die Herzkammern. Dabei spielen die Atrioventrikularklappen und die Semilunarklappen eine wichtige Rolle. Die erstgenannten Klappen bleiben geöffnet, während die semilunaren Klappen geschlossen bleiben, um zu verhindern, dass das arterielle Blut wieder in das Herz gelangt. Die Herzkammern befinden sich in dieser Phase in der Diastole.
In der nächsten Phase kontrahieren die Herzkammern und drücken das Blut in die Aorta und den Truncus pulmonalis. Der Druck, mit dem die Herzkammern das Blut in die Aorta und den Lungentrunk drücken, zwingt die Ventrikelklappen, sich zu öffnen. Die Atrioventrikularklappen schließen sich. So fließt das Blut aus den Herzkammern in die Arterien. Die Vorhöfe befinden sich in dieser Phase in der Diastole.
In der Entspannungsphase befinden sich die vier Kammern des Herzens in der Diastole. Das Blut strömt aus den Venen in das Herz. Während dieser Zeit füllen sich die Herzkammern bis zu etwa 75 % ihres Fassungsvermögens. Sie sind vollständig gefüllt, wenn die Vorhöfe in die Systole eintreten. Zu diesem Zeitpunkt repolarisieren die Herzmuskelzellen der Ventrikel und bereiten sich auf die nächste Runde der Depolarisation und Kontraktion vor.
Herzleistung
Wussten Sie, dass jede Herzkammer durchschnittlich 5 Liter Blut pro Minute ausstößt? Das ist nichts anderes als das Herzzeitvolumen. Unser Körper ist in der Lage, die Herzfrequenz, das Schlagvolumen und das Herzzeitvolumen zu verändern.
Das Herzzeitvolumen eines ruhenden Menschen und das eines laufenden Sportlers ist unterschiedlich. Das Herzzeitvolumen eines Sportlers ist viel höher.
ECG
ECG ist ein Elektrokardiogramm, das die elektrische Aktivität des Herzens in Ruhe misst. Es gibt Aufschluss über die Herzfrequenz, den Herzrhythmus und eine eventuelle Vergrößerung des Herzens sowie Hinweise auf frühere Herzinfarkte.
(Quelle: Wikipedia)
Gelöste Fragen für Sie
Q: Warum wird der Sinusknoten als Schrittmacher bezeichnet?
Ans: Das Herz besteht aus Herzmuskeln. Im oberen Teil des rechten Vorhofs befindet sich ein spezialisiertes Knotengewebe, der Sinoatrialknoten. Die Muskulatur dieses Knotens ist in der Lage, ohne äußere Reize elektrische Impulse zu erzeugen. Der elektrische Impuls löst dann eine Folge von Ereignissen aus, die zum rhythmischen Schlagen des Herzens führen. Der Sinusknoten ist für die Einleitung und Aufrechterhaltung der rhythmischen Herzschläge verantwortlich. Aus diesem Grund wird er auch als natürlicher Schrittmacher bezeichnet.