Das Herz, ein etwa faustgroßer Hohlmuskel, schlägt ein ganzes Leben lang in unserer Brust. Zuverlässig treibt es das Blut durch unsere Adern. Wie ist dieses lebenswichtige Organ aufgebaut, wie arbeitet es und was macht es krank?
In seiner Hauptaufgabe fungiert das Herz als zentrale Pumpe, die alle Transportvorgänge im Blutgefäßsystem antreibt. Zusammen mit den Blutgefäßen bildet es das Herz-Kreislaufsystem. Dieses versorgt die Zellen im ganzen Körper mit Sauerstoff und Nährstoffen und übernimmt den Abtransport von Stoffwechselendprodukten wie Kohlendioxid. Über die Ausschüttung von Hormonen .hat das Herz zudem Einfluss auf die die Kreislaufregulation und den Flüssigkeitshaushalt.
Lage und Aufbau
Das Herz liegt im Brustkorb zu etwa zwei Dritteln links des Brustbeins. Mit der Spitze zeigt der faustgroße Hohlmuskel in Längs- und Transversalebene 40° nach vorne unten. Die Herzscheidewand unterteilt das Herz in zwei Hälften, die zwei unterschiedliche Drucksysteme bilden: ein Hochdruck- und ein Niederdrucksystem. Das rechte Herz versorgt den wesentlich kleineren Lungenkreislauf und das linke den größeren Körperkreislauf. Jede Herzhälfte unterteilt sich in einen Vorhof (Atrium) und eine Kammer (Ventrikel). In das rechte Atrium mündet die Vena cava (Obere Hohlvene) und nach dem rechten Ventrikel führt die Arteria pulmonalis (Pulmonalarterie) zur Lunge. In das linke Atrium mündet die Vena pulmonalis (Lungenvene), aus dem linken Ventrikel entspringt die Aorta (Hauptschlagader).
Das Herz ist vom Perikard, dem Herzbeutel, umschlossen. Dieser fungiert als Gleitlager, in dem sich das Herz bewegt. Außerdem verhindert das Perikard eine Überdehnung des Herzmuskels. Er ist nach außen hin bindegewebig aufgebaut und nach innen serös.
Aufbau des Herzens aus drei Schichten
Die Herzwand selbst besteht aus drei Schichten. Die äußere Schicht, das Epikard, besteht aus Fettpolstern, Gefäßen und Bindegewebe. Die mittlere Schicht bildet das Myokard, der eigentliche Herzmuskel, der nach innen von Endothel ausgekleidet ist, der dritten Schicht, dem Endokard. Die beiden Herzhälften, werden durch die Herzscheidewand, das Septum cardiale, voneinander getrennt. Jede Herzhälfte verfügt über einen Vorhof (Atrium) und eine Kammer (VentrikelAtrium und Ventrikel sind jeweils durch Klappen getrennt ebenso wie Ventrikel und die anschließenden Gefäße. Es können zwei Arten von Herzklappen unterschieden werden, die Atrioventrikularklappen, oder Segelklappen, trennen Atrium und Ventrikel und heißen rechts Trikuspidalklappe und links Bikuspidalklappe. Semilunarklappen, oder Taschenklappen, trennen die Ventrikel von den darauffolgenden Kreisläufen und sind nach den Gefäßen bekannt in die sie münden: rechts Pulmonalklappe und links Aortenklappe. Alle Herzklappen wirken als Ventile(Ventilfunktion). Sie öffnen sich nur, wenn der Druck vor der Klappe größer ist als dahinter.
Die Blutversorgung des Myokards erfolgt über die Herzkranzarterien, die Koronararterien. Die linke und rechte Koronararterie (A. coronaria sinistra/dextra) entspringen links bzw. rechts aus dem Bulbus aortae.
Mikroskopisch betrachtet besteht die Herzmuskulatur wie die Skelettmuskulatur aus quergestreiften Muskelfasern. Funktional ist sie aber zwischen der glatten und quergestreiften Muskulatur einzuordnen.
Erregungsbildung – So funktioniert das Herz autonom
Die Kontraktur der Herzmuskelzellen wird von sogenannten Schrittmacherzellen (Kardiomyozyten), die in Knotenpunkten angeordnet sind, autonom gesteuert. Im rechten Atrium nahe der Mündung der Vena cava superior befindet sich der Sinusknoten, welcher auch als Schrittmacher des Herzens bezeichnet wird.
Die Zellen des Myokards sind über sogenannte Glanzstreifen eng miteinander verbunden (Poren). Dadurch wird eine ungehinderte elektrische Erregungsleitung gewährleistet. Der Sinusknoten steuert die Erregung des Herzmuskels und somit die rhythmische Kontraktion der Herzens. Das Aktionspotiential breitet sich (von wo?) über die Vorhöfe (Atrien) aus und wird über den Atrioventrikularknoten (AV-Knoten) an die Kammern weitergeleitet. Im Falle einer Störung des Sinusknotens, erzeugt der AV-Knoten eine Eigenfrequenz von 40-60 Schlägen pro Minute. Unter dem AV-Knoten liegt das His-Bündel. Auch das His-Bündel ist zu einem eigenständigen Rhythmus von 30-40 Schlägen pro Minute fähig. Das His-Bündel teilt sich in zwei Schenkel (Tawaraschenkel) auf. Die Tawaraschenkel ziehen entlang des Septum cardiale Richtung Herzspitze und zweigen sich dort weiter auf. Die letzte dieser Abzweigungen sind die Purkinjefasern. Hier geht die Erregung direkt auf die Kammermuskulatur über.
Funktion – Der Herzzyklus
Jeder Herzschlag pumpt Blut sowohl in den Lungen- als auch in den Körperkreislauf. Die Herzaktion lässt sich in Systole und Diastole aufteilen. Systole und Diastole laufen in Atrien und Ventrikeln nacheinander ab. Während der ventrikulären Systole kontrahieren die Kammern und drücken Blut in die Arteria pulmonalis und die Aorta, parallel füllen sich die dilatierenden Atrien. In der ventrikulären Diastole drücken die Vorhöfe Blut in die dilatierenden Kammern.
Mit jeder Herzaktion wird jedoch nur ein Teil des im Herz befindlichen Volumens ausgeworfen. Damit befindet sich immer ein Restvolumen in der jeweiligen Kammer bzw. dem Atrium. Das Verhältnis zwischen Schlagvolumen und enddiastolischem Volumen, also der maximalen Füllung des Atriums/Ventrikels, wird als Auswurffraktion (Ejektionsfraktion) bezeichnet und gibt Auskunft über die Herzfunktion.
Die natürliche Herzfrequenz eines Erwachsenen liegt zwischen 50 und 80 Schlägen pro Minute, wobei in Ruhe durchschnittlich 70 ml Blut pro Herzschlag ausgeworfen werden. Das Herz-Minuten-Volumen, also das pro Minute ausgeworfene Blutvolumen, liegt in Ruhe bei ca. 5 l. Abhängig vom Sauerstoffbedarf des Organismus kann das Herz im Extremfall bis zu 30 l pro Minute auswerfen.
Erkrankungen des Herzens
Herzinsuffizienz
Wenn die Pumpleistung des Herzens im Missverhältnis zum Bedarf des Organismus steht, spricht man von einer Herzinsuffizienz . Meist ist die Herzinsuffizienz durch eine reduzierte Kontraktilität und ungenügende Pumpleistung bedingt. Die häufigsten Ursachen für eine Herzinsuffizienz sind die Koronare Herzkrankheit, Herzinfarkte und ein zu lange nicht eingestellter Bluthochdruck. So ist die Herzinsuffizienz kein alleinstehendes Krankheitsbild, sondern die Folge einer anderen, zugrunde liegenden Herzerkrankung. Die Therapie erfolgt grundlegend medikamentös und im fortgeschrittenen Stadium invasiv mittels implantierter Schrittmacher. Reichen all diese Maßnahmen nicht aus, kommen als Ultima Ratio ventrikuläre Assist-Systeme/Herzunterstützungssysteme, sogenannte „Kunstherzen“ oder eine Herztransplantation in Frage.
Myokardinfarkt und Koronare Herzkrankheit
Als Koronare Herzkrankheit (KHK) werden Verengungen der Koronargefäße bezeichnet, welche eine Unterversorgung des Myokards mit Sauerstoff zur Folge haben. Diese Verengungen werden durch Ablagerungen in den Gefäßen, begünstigt durch Rauchen, Diabetes mellitus und Blutfettstoffwechselstörungen, verursacht.
Abhängig vom Ausmaß der Stenosierung der Koronargefäße treten bei körperlicher Belastung mit Engegefühl in der Brust, in den linken Arm ausstrahlende Schmerzen und Dyspnoe Herzinfarkt-ähnliche Symptome auf. Beim Vorliegen solcher Symptome spricht man von einer Angina pectoris.
Sobald eine entsprechend vorangeschrittene Verengung der Koronargefäße vorliegt, reicht bereits ein kleiner Thrombus aus, um einen vollständigen Verschluss des betroffenen Gefäßes zu verursachen. Das Myokard distal dieses Verschlusses wird nun nicht mehr mit Sauerstoff versorgt und stirbt ab. Man spricht von einem Myokard- oder Herzinfarkt. Die Notfalltherapie erfolgt medikamentös, im Krankenhaus stehen im Herzkatheterlabor mit einer Stent-Anlage oder chirurgisch mit einer Bypassanlage weitere Therapieoptionen zur Verfügung.
Herzklappenerkrankung
Die Herzklappenerkrankungen zählen nach der KHK zu den häufigsten Herz-Kreislauferkrankungen. Auch wenn Herzklappenerkrankungen angeboren sein können, stellen bei erwachsenen Patienten die erworbenen den Großteil dar. Herzklappenfehler äußern sich in einer unvollständigen Öffnung, der Herzklappenstenose, oder einem unvollständigen Verschluss, der Herzklappeninsuffizienz. Es kann auch eine Kombination aus beiden Formen vorliegen. Eine Herzklappenstenose kann durch Vernarbung oder Verkalkung zustande kommen. Durch die unvollständige Klappenöffnung staut sich das Blut vor der Klappe und das Herz muss eine höhere Pumpleistung aufbringen, um eine adäquate Sauerstoffversorgung des Organismus zu gewährleisten. Eine dauerhafte Überlastung des Herzens führt zur Herzinsuffizienz. Der unvollständige Verschluss der Herzklappen bei einer Herzklappeninsuffizienz hat einen Rückstrom des Blutes vor die Klappe zur Folge. Auch hier ist eine erhöhte Pumpleistung erforderlich, welche über längere Zeit zu einer Herzinsuffizienz führt. Da beide Formen der Herzklappeninsuffizienz den physiologischen Blutstrom beeinflussen, begünstigen sie außerdem die Entstehung von Thromben.
Eine Therapie erfolgt medikamentös und/oder chirurgisch durch einen Herzklappenersatz.
Herz-Diagnostik
Elektrokardiogramm (EKG)
Mit dem Elektrokardiogramm (EKG) können die Aktionspotenziale der Herzaktion über die Körperoberfläche abgeleitet und als Kurve dargestellt werden. Anhand des EKGs lassen sich Herzrhythmus, -frequenz, der Lagetyps des Herzens im Thorax, die Erregungsbildung, -ausbreitung und -rückbildung des Myokards beurteilen. Das EKG stellt ein nicht invasives und sc von nichtärztlichenm Personal durchgeführt werden. Die Auswertung des EKG obliegt dem Arzt.
Echokardiographie
Die Ultraschall-Untersuchung des Herzens wird als Echokardiografie bezeichnet. Sie kann von außen erfolgen über die Vorderseite des Thorax oder von innen über die Speiseröhre (transösophageales Echo). Die echokardiografische Untersuchung erlaubt eine Beurteilung der Pumpfunktionen des Herzens, der Wandbewegungen des Myokards und eventueller Herzfehler.