Lammherz.jpges, die Vorhöfe sind entfernt]] Das Herz (lateinisch-anatomisch das Cor, griechisch-pathologisch die Kardia, oder latinisiert Cardia, jeweils mit Betonung auf dem i im Gegensatz zum Griechischen) ist ein muskuläres Hohlorgan, das den Körper durch rhythmische Kontraktionen mit Blut versorgt und dadurch die Durchblutung aller Organe sichert. Ein Leben ohne Herz ist für höhere Tiere und die Menschen nicht möglich - wohl aber mit einem künstlichen Herzen. Das Herz gehört zu den ersten angelegten Organen während der Embryonalentwicklung.

Gestalt und Größe beim Menschen

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Die Gestalt des Herzens gleicht einem gut faustgroßen, abgerundeten Kegel, dessen Spitze nach unten und etwas nach links vorne weist. Das Herz sitzt beim Menschen in der Regel leicht nach links versetzt hinter dem Brustbein (siehe weiter unten unter Topographie), in seltenen Fällen nach rechts versetzt (die sogenannte Dextrokardie - Rechtsherzigkeit), meist bei Situs inversus (spiegelverkehrter Organanordnung).

Das gesunde Herz wiegt etwa 0,5% des Körpergewichts und im Durchschnitt zwischen 300 und 350 g, wobei es bei dauerhafter Belastung eher mit der (risikoarmen) Vergrößerung schon bestehender Herzmuskelzellen reagiert - ab ca. 500 g, dem so genannten kritischen Herzgewicht, erhöht sich das Risiko einer Mangelversorgung des nunmehr vergrößerten Herzens mit Sauerstoff, da die versorgenden Koronararterien nicht in gleichem Maße mitwachsen.

Grundaufbau

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Das Herz der Säugetiere setzt sich aus zwei Teilen zusammen.

• Die rechte Herzhälfte, die das Blut durch den Kreislauf der Lunge pumpt (kleiner Kreislauf).
• Die linke Herzhälfte, die das Blut durch den restlichen Körper befördert (großer Kreislauf).

Da der Gesamtgefäßwiderstand des Körperkreislaufs rund fünf mal größer ist als der des Lungenkreislaufs, muss die linke Herzkammer (s. u.) eine entsprechend größere Druckarbeit verrichten und weist daher eine deutlich stärkere Wanddicke auf als die Rechte. Das Füllungs- und Schlagvolumen beider Herzkammern ist jedoch gleich.

Struktur

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Wandschichten

Das Herz liegt hinter dem Brustbein im Brustkorb in einem bindegewebigen Herzbeutel (Perikard, Pericardium fibrosum), der das Herz vollständig umschließt. Die innerste Schicht des Herzbeutels (Pericardium serosum) schlägt am Abgang der großen Blutgefäße (s. u.) in das Epikard um, das dem Herzen direkt aufliegt. Zwischen Perikard und Epikard liegt dann ein mit Flüssigkeit gefüllter kapillärer Spaltraum, der reibungsarme Verschiebungen des Herzen im Herzbeutel ermöglicht.

Diese komplizierten Verhältnisse werden anschaulicher, wenn man sich den Herzbeutel als einen mit Luft gefüllten und verschlossenen Luftballon vorstellt. Die eigene zur Faust geschlossene Hand stellt das Herz dar. Drückt man den Luftballon mit der Faust so weit ein, dass sie vom Ballon vollständig umschlossen wird, so liegt eine Schicht des Luftballons der Faust (dem "Herzen") direkt an. Diese Schicht, die dem Epikard entspricht, schlägt am Übergang zum Arm in eine äußere Schicht um. Diese äußere Schicht entspricht dem Perikard. Zwischen beiden befindet sich ein mit Luft gefüllter Raum, der dem flüssigkeitsgefüllten Spaltraum des Herzbeutels vergleichbar ist.

Unter dem Epikard befindet sich eine Fettschicht, in der die Herzkranzgefäße (s. u.) verlaufen. Die dicke Muskelschicht (Myokard) besteht aus spezialisiertem Muskelgewebe, das nur im Herzen vorkommt. Die Innenräume werden vom Endokard ausgekleidet, das auch die Herzklappen (s. u.) bildet.

Räume und Gefäße

Herz farbig.png Rechte und linke Herzhälfte bestehen jeweils aus einer Kammer (Ventrikel) und einem Vorhof (Atrium). Getrennt werden diese Räume durch die Herzscheidewand. Diese wird in die Vorhofscheidewand (Septum interatriale) und die Kammerscheidewand (Septum interventriculare) unterteilt.

Das Blut kann in den Herzräumen nur in eine Richtung fließen, da sich zwischen den Vorhöfen und Kammern und den sich an die Kammern anschließenden Gefäßen Herzklappen befinden, die wie Ventile arbeiten. In den rechten Vorhof münden die obere und untere Hohlvene (Vena cava superior et inferior). Sie führen das sauerstoffarme (venöse) Blut aus dem großen Kreislauf dem Herzen zu. Zwischen rechtem Vorhof und rechter Kammer befindet sich die Trikuspidalklappe, die bei der Kammerkontraktion (Systole, s. u.) wie ein Ventil einen Rückstrom des Blutes in den Vorhof verhindert. Sie besitzt drei Anteile, die wie Segel über Sehnenfäden an der Kammermuskulatur befestigt sind (daher auch Segelklappe). Über einen gemeinsamen Stamm (Truncus pulmonalis) verlassen die beiden Lungenarterien die rechte Kammer. Auch zwischen Kammer und Lungenarterien befindet sich eine Herzklappe, die Pulmonalklappe. Diese Art der Klappen wird wegen ihrer Form auch Taschenklappe genannt. Die Lungenarterien führen das sauerstoffarme Blut dem Lungenkreislauf zu.

Durch meist vier Lungenvenen fließt das nun sauerstoffreiche (arterielle) Blut aus dem Lungenkreislauf dem linken Vorhof zu. Von hier aus gelangt es über eine weitere Segelklappe, der Mitralklappe zur linken Kammer. Der Ausstrom geschieht über die Aorta, die wie die Lungenarterie eine Taschenklappe besitzt (Aortenklappe).

Beachte: Arterien transportieren das Blut vom Herzen zu den Organen, Venen von den Organen zum Herzen. Arterien des Körperkreislaufs führen sauerstoffreiches (arterielles) Blut, während Arterien des Lungenkreislaufs sauerstoffarmes (venöses) Blut führen. Umgekehrt ist das Blut in den Venen des Körperkreislaufs sauerstoffarm (venös), das der Lungenvenen sauerstoffreich (arteriell).

Während eines Herzzyklus füllen sich zunächst die Vorhöfe, während gleichzeitig die Kammern das Blut in die Arterien auswerfen. Wenn sich die Kammermuskulatur entspannt, öffnen sich die Segelklappen durch den Druckabfall in der Kammer und das Blut fließt aus den Vorhöfen hinein. Unterstützt wird dies durch ein Zusammenziehen der Vorhöfe (Vorhofsystole). Es folgt die Kammersystole: die Kammermuskulatur zieht sich zusammen, der Druck steigt an, die Segelklappen schließen sich und das Blut kann nur durch die nun geöffneten Taschenklappen in die Arterien ausströmen. Ein Rückfluss des Blutes aus den Arterien während der Entspannungsphase (Diastole) wird durch den Schluss der Taschenklappen verhindert. Die Strömungsrichtung wird also allein durch die Klappen bestimmt.

Alle vier Klappen des Herzens befinden sich ungefähr in einer Ebene, der Ventilebene, und sind gemeinsam an einer Bindegewebsplatte, dem Herzskelett, aufgehängt.

Topographie beim Menschen

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Heart-and-lungs.jpg Das Herz liegt innerhalb des Herzbeutels (Perikard) im Mediastinum: Seitlich grenzen getrennt durch parietale und viszerale Pleura (Brustfell) die linke und rechte Lunge an das Herz. Unten sitzt das Herz dem Zwerchfell auf, das mit dem Herzbeutel verwachsen ist. Oberhalb teilt sich die Luftröhre (Trachea) in die beiden Hauptbronchien (Bifurcatio tracheae), deren linker vom Aortenbogen überquert wird. Hinter dem linken Vorhof liegt in direktem Kontakt die Speiseröhre. Vor dem Herzen befindet sich das Brustbein (Sternum), im oberen Bereich liegt es vor den abgehenden großen Gefäßen. Zwischen Brustbein und Herz liegt der Thymus.

Das Herz liegt also praktisch direkt hinter der vorderen Leibeswand in Höhe der zweiten bis fünften Rippe. Die Herzbasis oben reicht nach rechts etwa zwei Zentimeter über den rechten Brustbeinrand hinaus. Unten kommt die Herzspitze knapp an eine gedachte senkrechte Linie heran, die durch die Mitte des linken Schlüsselbeins verläuft (linke Medioklavikularlinie).

Herzkranzgefäße

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Aus dem Anfangsteil der Aorta entspringen die Herzkranzgefäße (Koronararterien). Sie versorgen den Herzmuskel mit Blut. Da sie zwar miteinander anastomosieren, diese Anastomosen jedoch zu schwach sind, um bei Mangelversorgung eine Durchblutung des Gewebes auf anderem Wege zu gewährleisten, bezeichnet man die Herzkranzarterien als "funktionelle Endarterien". Das sauerstoffarme Blut aus dem Herzmuskel wird durch die Herzvenen in den Sinus coronarius geleitet, der direkt in den rechten Vorhof mündet.

Es gibt eine linke und eine rechte Koronararterie:

• Linke Koronararterie (Arteria coronaria sinistra, left coronary artery, LCA) für die Herzvorderseite
  • Hauptstamm
    • Ramus interventricularis anterior (RIVA, left anterior descending, LAD)
    • Ramus circumflexus (RCX)
• Rechte Koronararterie (Arteria coronaria dextra, right coronary artery, RCA), die an der Hinterwand in den Ramus interventricularis posterior übergeht, davor gibt sie aber noch die A. marginalis dexter ab, welche den rechten Herzrand versorgt.
• Koronarvenen: vorne verläuft im Sulcus interventricularis mit dem R. interventricularis anterior die Vena cardiaca/cordis interventricularis anterior, welche auf Höhe der Spaltung der A. coronaria sin. in ihre beiden Rami in die V. cardiaca/cordis magna übergeht, welche ihrerseits zum Sinus coronarius wird. Der Sinus coronarius nimmt von der Hinterseite die V. cardiaca/cordis media und vom rechten Herzrand die V. cardiaca/cordis parva auf.

Funktion

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ECG Principle fast.gif Damit sich die elektrische Erregung, die für die Herzaktion verantwortlich ist, über das Herz ausbreiten kann, sind die einzelnen Herzmuskelzellen über kleine Poren in ihren Zellmembranen miteinander verbunden. Über diese Gap Junctions fließen Ionen von Zelle zu Zelle. Dabei nimmt die Erregung im Sinusknoten zwischen oberer Hohlvene und rechtem Herzohr ihren Ursprung, breitet sich erst über beide Vorhöfe aus und erreicht dann über den AV-Knoten in der Ventilebene die Kammern. Die Ventilebene, in der auch die vier Herzklappen liegen, besteht aus Bindegewebe und ist bis auf den AV-Knoten für die elektrische Erregung undurchlässig.

In den beiden Herzkammern gibt es ein Erregungsleitungssystem zur schnelleren Fortleitung, das aus spezialisierten Herzmuskelzellen besteht. Diese Zellen bilden vom AV-Knoten ausgehend das His-Bündel, das sich in einen rechten und einen linken Tawara-Schenkel für die rechte und die linke Kammer aufteilt. Der linke Tawara-Schenkel teilt sich in ein linkes vorderes und ein linkes hinteres Bündel. Die Endstrecke des Erregungsleitungssystems wird durch Purkinje-Fasern gebildet, die bis zur Herzspitze verlaufen, dort umkehren und direkt unter dem Endokard (s. o.) in der Arbeitsmuskulatur enden. Zum Teil können sie auch als falsche Sehnenfäden durch die Lichtung der Kammer ziehen. Dieses System ermöglicht den Kammern, sich trotz ihrer Größe koordiniert zu kontrahieren.

Erreichen den AV-Knoten aus irgendeinem Grunde keine Vorhoferregungen, so geht von ihm selbst eine langsamere Kammererregung aus (ca. 50 /min). Der AV-Knoten bildet auch einen Frequenzfilter, der zu schnelle Vorhoferregungen (z. B. bei Vorhofflattern oder -flimmern) abblockt (vgl. AV-Block).

Das Herz pumpt in Ruhe etwa das gesamte Blutvolumen des Körpers einmal pro Minute durch den Kreislauf, das sind etwa fünf Liter pro Minute. Bei körperlicher Belastung kann die Pumpleistung etwa auf das Fünffache gesteigert werden, wobei sich der Sauerstoffbedarf entsprechend erhöht. Diese Steigerung wird durch eine Verdoppelung des Schlagvolumens und einer Steigerung der Herzfrequenz um den Faktor 2,5 erreicht. Bei jeder Pumpaktion fördert jede Kammer etwas mehr als die Hälfte ihres Füllungsvolumens, ca. 50 - 100 ml Blut. Die Herzfrequenz (Schläge/Minute) beträgt in Ruhe 50 - 80/min (bei Neugeborenen über 120-160) und kann unter Belastung bis 200 /min ansteigen. Liegt ein zu langsamer Herzschlag vor (unter 60/min.), wird von einer Bradykardie gesprochen.

Die Herzfrequenz von Tieren ist im wesentlichen abhängig von der Größe des Tiers. Das Herz des Blauwals etwa schlägt selbst bei Anstrengung nur 18 bis 20 mal in der Minute, das der Maus etwa 500 mal pro Minute.

Regulation

Bei körperlicher Belastung wird die Herzleistung durch die Einwirkung sympathischer Nervenfasern gesteigert, die an den Zellen der Arbeitsmuskulatur und auch des Erregungsleitungssystems den Transmitter Noradrenalin freisetzen. Zusätzlich erreicht Noradrenalin zusammen mit Adrenalin das Herz als Hormon über die Blutbahn. Die Wirkung von Noradrenalin und Adrenalin wird überwiegend über Beta-1-Rezeptoren vermittelt und besteht aus einer Steigerung der Herzkraft (positiv inotrop), der Herzfrequenz (positiv chronotrop) und der Überleitungsgeschwindigkeit im AV-Knoten (positiv dromotrop).

Der Gegenspieler des Sympathikus ist auch am Herzen der Parasympathikus, der mit dem Transmitter Acetylcholin die Herzfrequenz,die Kontraktionskraft des Herzens und die Überleitungsgeschwindigkeit des AV-Knotens herabsetzt (negativ chronotrop, inotrop und dromotrop).

Gleichzeitig passt sich die Kontraktionskraft automatisch den Erfordernissen an: Wird der Herzmuskel durch zusätzliches Blutvolumen stärker gedehnt, so verbessert sich dadurch die Funktion der kontraktilen Elemente in den Muskelzellen (Frank-Starling-Mechanismus). Dieser Mechanismus trägt wesentlich dazu bei, dass sich das Schlagvolumen von rechter und linker Kammer mittelfristig nicht unterscheidet: Erhöht sich aus irgendeinem Grund kurzfristig das Schlagvolumen einer Herzhälfte, so führt dies zu einer Vergrößerung des Füllungsvolumens der anderen Herzhälfte bei der folgenden Herzaktion. Dadurch wird die Wand stärker gedehnt und die Kammer kann mit verbesserter Kontraktionskraft ebenfalls ein größeres Blutvolumen auswerfen.

Das Herz produziert in seinen Vorhöfen auch dehnungsabhängig ein harntreibendes Hormon, das atriale natriuretische Peptid (ANP), um Einfluss auf das zirkulierende Blutvolumen zu nehmen.

Geschlechtliche Unterschiede

Nach einer Studie der Universität Liverpool verliert das Herz bei gesunden Männern zwischen dem 18. und 70. Lebensjahr ein Viertel seiner Pumpleistung, sofern es nicht durch körperliche Aktivitäten trainiert wird. Bei Frauen sind derartige Veränderungen nur geringfügig, die Ursachen sind nicht genau geklärt.

Krankheiten

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In der Medizin beschäftigt sich die Kardiologie als Spezialisierung der Inneren Medizin mit dem Herzen und der so genannten konservativen Therapie der Herzerkrankungen (für Operationen sind die Herzchirurgen zuständig), bisher aber nicht mit den angeborenen Herzfehlbildungen. Diese fallen, soweit konservativ therapierbar, in das Fachgebiet der Kinderkardiologie, welches sich als Teilgebiet der Pädiatrie in den letzten 40 Jahren entwickelt hat, bzw. bei Notwendigkeit operativer Therapie in den Aufgabenbereich der zumindest in Deutschland als Spezialisierung etablierten Kinderherzchirurgie. Da seit ca. 20 Jahren zunehmend Kinder mit komplexen angeborenen Herzfehlern das Erwachsenenalter erreichen, stellt sich heute die Frage der medizinischen Versorgung für diesen Patientenkreis, der lebenslang auf kardiologische Kontrolluntersuchungen angewiesen ist und bei dem evtl. auch Re-Operationen anstehen. Erst vereinzelt (2004) haben sich bisher Erwachsenenkardiologen intensiv auf dem Gebiet der angeborenen Herzfehler fortgebildet. Kinderkardiologen sind zwar sehr kompetent im Bereich der verschiedenen Krankheitsbilder, jedoch als Pädiater nicht im Bereich der Erwachsenkardiologie ausgebildet. Deshalb werden heute zunehmend interdisziplinäre Sprechstunden in verschiedenen Herzzentren angeboten.

• Liste der häufigsten Herzkrankheiten siehe Kardiologie
• Angeborene Herzkrankheiten siehe Herzfehler und Kinderkardiologie

Untersuchungsmöglichkeiten des Herzens

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Siehe Kardiologie

Zahlen zum Herz und Herzschlag des Menschen

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Länge des Herzens

15 cm

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Gewicht des Herzens

300 g

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Schlagvolumen

70 cm3

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Herzminutenvolumen, in Ruhe

4900 cm3

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Herzminutenvolumen, große Anstrengung

bis 20-30 Liter

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Geförderte Blutmenge in 70 Jahren

~180.000.000 Liter

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Arbeit pro Schlag, linke Kammer

~ 0,8 J

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Rechte Kammer

~ 0,16 J

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Tägliche Arbeit des Herzens

~ 100.000 J

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Zahl der Herzschläge in einem Jahr (Durchschnitt)

36.000.000

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Zahl der Herzschläge in 70 Jahren

3.000.000.000

Die Gesamtzahl der Herzschläge im Leben eines Säugetieres beträgt im Maximum rund eine Milliarde. Der Mensch ist dabei eine Ausnahme: er bringt es maximal auf fast vier Milliarden Herzschläge.

Zitat

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"Das Herz der Lebewesen ist der Grundstock ihres Lebens, der Fürst ihrer aller, der kleinen Welt Sonne, von der alles Leben abhängt, alle Frische und Kraft ausstrahlt. Gleicherweise ist ein König der Grundstock seiner Reiche und die Sonne seiner kleinen Welt, des Staates Herz, von dem alle Macht ausstrahlt, alle Gnade ausgeht. Diese Schrift hier über die Bewegung des Herzens habe ich Seiner Majestät (wie es Sitte dieser Zeit ist) um so mehr zu widmen gewagt, als ^* beinahe alle menschlichen Taten wie auch die meisten Taten eines Königs unter der Eingebung des Herzens sich vollziehen." von William Harvey: Die Bewegung des Herzens und des Blutes (lateinische Originalausgabe von 1628).

Weblinks

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• http://www.gesundheit.de/roche/ro15000/r15733.000.html
• http://www.gesundheit.de/anatomie-lexikon/Herzkreislauf.shtml
• http://www.pflege-kurse.de/info/anatomie/herz1.htm

Animationen

• 3-dim. Animation des schlagendes Herzens mit vielen Infos
• 2-dim. Animation des schlagenden Herzens mit Diagrammen (engl.)

Institutionen

• http://www.dgk-herzfuehrer.de (Deutsche Gesellschaft für Kardiologie)
• http://www.gstcvs.org Deutschen Gesellschaft für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie

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