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Das Herz

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Allgemeines

Das Herz ist ein lebenswichtiges Organ und dient primär der Aufrechterhaltung der Blutzirkulation und dem An- und Abtransport der vom Blut transportierten Inhaltsstoffe.

Das Herz ist ein faustgroßes Organ im Brustraum mit zwei funktionellen Hälften. Das “rechte Herz” pumpt Blut, das aus dem Körper zurück strömt, durch die Lunge (zwei Lungenhälften), wo ein Gasaustausch (CO2 wird abgegeben, O2 wird aufgenommen) stattfindet. Dies wird als “kleiner Kreislauf” bezeichnet. Das “linke Herz” pumpt das aus der Lunge zurückströmende Blut in den “großen Kreislauf” und versorgt so alle Organe mit sauerstoff- und nährstoffreichem Blut. Der vom linken Herzen dafür aufgebaute Druck kann als Blutdruck gemessen werden. Er wird über Regelkreise in einer der jeweiligen Anforderung gemäßen Höhe eingestellt. Das Herz ist ein zentrales Stellglied in diesem Regelkreis.

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Anatomie

Aufgaben des Herzens

Das Herz ist ein faustgroßer, etwa 350 g schwerer Hohlmuskel, der aus zwei Hälften besteht, die jeweils aus einen Vorhof (Atrium, rechter Vorhof und linker Vorhof) und einer Herzkammer (rechter und linker Ventrikel) aufgebau sind. Beide Herzhälften, das “rechte Herz” und das “linke Herz”, sind eine organische und funktionelle Einheit, die für den Blutkreislauf sorgen. Herzklappen gewährleisten, dass das Blut nur in eine Richtung fließt. Sie befinden sich am Eingang und am Ausgang der jeweiligen Kammer. Das linke Herz hat deutlich mehr zu leisten als das rechte; entsprechend ist seine Muskulatur kräftiger (dicker).

  • Der rechte Herzteil funktioniert als Pumpe, die das Blut aus dem Körper in die Lungen pumpt, wo es das von den Körperzellen abgegebene CO2 (Kohlendioxid) an die Atemluft abgibt und Sauerstoff (O2) aufnimmt.
  • Der linke Herzteil pumpt das sauerstoffreiche Blut in die große Körperschlagader (Aorta) und von dort über die kleineren Blutgefäße, die Arterien, in alle Gewebe und Organe des Körpers. Dort verteilt sich das Blut über kleinere Aufzweigungen, die Arteriolen und Kapillaren, ins Gewebe und sammelt sich wieder in Venolen und Venen, über die es wiederum zum Herzen gelangt. Die Arteriolen regulieren mit ihrer Wandmuskulatur den peripheren Widerstand, gegen den das Herz anpumpen muss. Das unterbewusste Nervensystem reguliert den Gefäßwiderstand und damit den Blutdruck; der Sympathicus erhöht ihn, der Parasympathicus senkt ihn. Auch Hormone (das RAAS) greifen hier regulatorisch ein. Das Herz ist für die Aufrechterhaltung des Blutdrucks verantwortlich.
Abb.: Schnitt durch das Herz mit rechter und linker Herzkammer (Ventrikel), den Vorhöfen und den zu- und abgehenden großen Blutgefäßen. Die Schemazeichnung vermittelt nicht, dass die Muskulatur des linken Ventrikels wegen ihrer größeren Arbeit deutlich dicker (kräftiger) ist als die des rechten Ventrikels. Und seltsamerweise entspringen die abgehenden Arterien (Pulmonalarterie zu Lunge hin und die Aorta) nicht dem rechten und linken Ventrikel sondern den Vorhöfen. Ansonsten hat sich der Zeichner große Mühe gegeben.

Das Reizleitungssystem

 

Sinusrhythmus: Die muskuläre Tätigkeit der Herzhälften läuft koordiniert ab. Die Muskelkontraktionen werden durch ein Reizleitungssystem koordiniert. Es wird von einem herzeigenen Schrittmacher angesteuert; im gesunden Zustand ist dies der Sinusknoten, der im Bereich des rechten Vorhofs liegt; er ist Taktgeber für die Herzaktionen. In seiner Aktivität wird er von den Erfordernissen des Körpers bestimmt: in Ruhe ist sein Rhythmus langsamer, bei Belastung schneller. Vermittelt wird dies durch das unterbewusste Nervensystem (vegetatives Nervensystem): der Vagus verlangsamt, der Sympathikus beschleunigt die Pumpgeschwindigkeit. Hormone haben ebenfalls einen Einfluss: Adrenalin und Noradrenalin, die bei körperlicher Anstrengung in der Nebenniere gebildet und ins Blut abgegeben werden, beschleunigen. Dies kann in bestimmten Krankheitssituationen therapeutisch ausgenutzt werden.

Erregungsausbreitung: Die Erregung, die vom Sinusknoten ausgeht, verläuft zuerst durch die Vorhofmuskulatur bis zur Vorhof-Kammergrenze. Hier wird sie vom av-Knoten (atrioventrikulärer Knoten) aufgenommen und über ein kurzes gemeinsames Nervenbündel (das His’sche Bündel) in Richtung Herzkammern weitergeleitet. In Höhe der Septummuskulatur gelangen sie zu einem weiteren Nervenknoten, dem unteren av-Knoten. Von hier verzweigt sich das Reizleitungssystem. Nun verlaufen zwei Reizleitungsbündel, das rechte und das linke, bis zur Herzspitze. Dort zweigten sie sich weiter auf bis zu den sog. Purkinje-Fasern und erregen von hier aus die Muskulatur der rechten und der linken Herzkammer. Normalerweise läuft die Erregung nur in eine Richtung, vom Vorhof zu den Kammern. Unter pathologischen Bedingungen finden sich auch rückwärts leitende Nervenbündel, die zu einer kreisenden Erregung und damit phasenweise zu einer viel zu raschen Herzaktion (paroxysmale Tachykardie) führen kann (siehe hier).

Eine Unterbrechung des Reizleitungssystems kann durch Krankheitsprozesse zustande kommen. Um die lebenswichtige Pumpfunktion des Herzens aufrecht zu erhalten, haben die von der Reizinformation abgeschnittenen Nervenzellen des oberen und unteren av-Knotens ebenfalls Schrittmachereigenschaften, allerdings in langsamerer Erregungsfrequenz, als die vom Sinusknoten; ihre Eigenfrequenz wird jeweils vom Sinusknoten überstimmt.

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Koronardurchblutung

Herz von vorne mit den Herzkranzgefäßen (Koronararterien)

Die Durchblutung der Herzmuskulatur erfolgt durch herzeigene Blutgefäße, die Herzkranzgefäße (Koronararterien). Von ihnen gibt es normalerweise zwei:

  • die rechte Kranzarterie, die den rechten Ventrikel, den Sinusknoten und die Hinterwand des linken Ventrikels versorgt, und
  • die linke Kranzarterie, die zunächst als “Hauptstamm” von der Aorta abgeht und sich dann in die LAD (linke anteriore Descendierende – oder RIVA, Ramus interventricularis anterior) und den Ramus circumflexus (RCX) aufteilt.

Die Koronararterien gehen direkt oberhalb der Aortenklappe von der großen Körperschlagader (Aorta) ab und verlaufen von Fettgewebe umgeben auf der Oberfläche des Herzens. Sie geben von dort viele arterielle Äste ab, die ins Myokard eindringen, dort durch die muskuläre Wand (transmural) ziehen und im Endstromgebiet den  gesamten Herzmuskel, die Herzinnenhaut (das Endokard) und die Herzklappen versorgen.

Aufgrund dieser anatomischen Situation erfolgt die Sauerstoffversorgung der Herzmuskulatur immer nur während sich das Herz mit Blut füllt (während der Diastole); während der Herzkontraktion (Systole) werden die Blutgefäße durch die Muskulatur (das Myokard) abgedrückt.

Die Koronardurchblutung ist von folgenden Faktoren abhängig:

  • Diastolischer Aortendruck: Druck in der großen Körperschlagader (Aorta) während der Erholungsphase des Herzens,
  • Diastolendauer: je kürzer die Erholungsphase des Herzens ist, desto kürzer ist auch die Zeit, in der der Herzmuskel durchblutet werden kann (s. o.). Eine Erhöhung der Herzfrequenz geht zu Lasten der Diastole und damit der Herzmuskeldurchblutung. Dies wirkt sich bei sehr hohen Frequenzen negativ aus. Pulsfrequenzen über etwa 160/min werden zunehmend ineffektiv.
  • Gefäßwiderstand: die kleinsten Verzweigungen der Koronararterien sind für den Widerstand verantwortlich, gegen den das Blut durch das Herz fließen muss. Werden sie unelastisch, wie es z. B. bei der diabetischen Mikroangiopatie am Herzen der Fall ist, so sinkt auch ohne stärkere arteriosklerotische Gefäßverengung der Koronarien die Blutversorgung des Herzens und damit seine Leistungsfähigkeit (man sprich dann von einer “smal vessel disease”).
  • Wandspannung des Myokards (in der Systole maximal): Ist die Wandspannung erhöht (wie z. B. bei einer hypertrophen Kardiomyopathie), so kann auch in der Diastole weniger Blut durch die Herzmuskulatur fließen.

Sauerstoffbedarf

Der Sauerstoffbedarf des Herzens hängt ab von:

  • Herzgewicht
  • Herzfrequenz
  • Kontraktilität
  • Wandspannung: (nach LaPlace-Gesetz: linksventrikulärer systolischer Druck und Radius des Ventrikels erhöht, Durchmesser der Ventrikelwand erniedrigt die Wandspannung).

Die Kombination einer koronaren Herzkrankheit und einer Aortenstenose ist besonders kritisch. Durch die systolische Abflussstörung baut sich im linken Ventrikel ein erhöhter Druck auf → erhöhte Wandspannung → erhöhter Sauerstoffbedarf. Zusätzlich bedingt die Klappenverengung einen erhöhten Blutdruckgradienten; hinter der Aortenklappe liegt eine relative oder absolute Hypotonie vor, so dass der Perfusionsdruck nicht nur in der Körperperipherie sondern auch in den Herzkranzgefäßen verringert ist.

Anpassung an Arbeit

Während im restlichen System die arteriovenöse 02-Differenz bei ca. 25% liegt, ist sie im koronaren System auch in Ruhe schon weitgehend ausgeschöpft. Die einzige Möglichkeit den steigenden Sauerstoffbedarf des arbeitenden Myokards zu decken, ist eine Steigerung des Blutflusses. Dies erfolgt durch die NO-Synthase des koronaren Endothels; sie bewirkt eine Gefäßerweiterung (Vasodilatation), welche eine Steigerung des Sauerstoffangebots um 300% nach sich zieht. Man spricht von der Koronarreserve. Sie ist bei der KHK aufgrund der arteriosklerotischen Wandumbauten vermindert.

Wenn das Herz krank ist

Figur eines vergrößerten und unzureichend schlagenden Herzens im Röntgenbild. Im Aortenbogen eine zirkuläre Kalkspange. Schrittmacher. Lungenstauung.
Im Aortenbogen eine zirkuläre Kalkspange. Es liegt eine Arteriosklerose und Koronarsklerose vor. Schrittmacher. Lungenstauung.

Bei Krankheiten des Herzens leidet seine Funktion: das Blut kann nicht im erforderlichen Umfang gepumpt werden; das Herz genügt den Anforderungen des Kreislaufs nicht mehr; es wird insuffizient. Entsprechend der beiden Herzhälften gibt es eine Rechtsherzinsuffizienz, eine Linksherzinsuffizienz und, wenn beide Hälften betroffen sind, eine globale Herzinsuffizienz.

Rechtsherzinsuffizienz: Für das rechte Herz bedeutet dies, dass sich das Blut in das Venensystem zurück staut. So kann es beispielsweise aus den Beinen oder der Leber nicht genügend abfließen, und es kommt zu Ausschwitzungen ins Gewebe. Es entstehen Wasseransammlungen in Form von Ödemen oder Bauchwasser (Aszites).

Linksherzinsuffizienz: Für das linke Herz bedeutet dies, dass das Blut aus den Lungen nicht genügend abgepumpt und der große Kreislauf nicht genügend mit Blut versorgt werden kann.

  • Durch die Stauung in die Lungen hinein (Lungenstauung) wird die Atmung beeinträchtigt (Dyspnoe), was sich zuerst bei Belastung bemerkbar macht (Belastungsdyspnoe).
  • Durch die mangelnde Versorgung des großen Kreislaufs mit Blut kommt es zum Absinken des Blutdrucks. Er kann nicht mehr auf dem den Erfordernissen gemäßen Niveau gehalten werden. Dadurch kommt es zu Gegenregulationen im Körper, die alle das Ziel haben, den Blutdruck anzuheben. Dazu gehören beispielsweise eine Einschränkung der Urinproduktion, damit dem Blutkreislauf nicht Flüssigkeit verloren geht, und eine Ankurbelung der Herzaktion durch Hormone (Adrenalin) und das Nervensystem (Nervus sympathicus, kurz: Sympathicus). Auch wird ein komplexes Regulationssystem aktiviert, das mit RAAS abgekürzt wird, welches zudem auch den Widerstand der kleinen Blutgefäße erhöht. Solche Maßnahmen treffen jedoch auf ein krankes Herz, das eigentlich geschont werden muss. So ist ein wesentlicher Therapieansatz bei Herzkrankheiten, die mit einer Herzinsuffizienz einhergehen, diese eher schädliche Gegenregulation abzublocken.

Welche Herzkrankheiten es gibt

Rein schematisch können die verschiedenen Einheiten des Herzens getrennt betrachtet werden:

Grundzüge der Therapie

Für die Behandlung von Herzkrankheiten stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, die heute sehr wirkungsvoll sind:

  • Medikamente z. B. zur Beeinflussung des Herzrhythmus und der Leistungsfähigkeit der Herzmuskulatur (Antiarrhythmika),
  • Kathetertechniken z. B. zur Verbesserung der Herzdurchblutung oder zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen (Koronarangiographie, PTCA), auch können heute Herzklappen durch Kathetertechniken ersetzt und Löcher in der Herzscheidewand verschlossen werden;
  • Operationen, z. B. zur Behandlung von Durchblutungsstörungen des Herzens oder von Krankheiten der Herzklappen,
  • elektrophysiologische Techniken zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen (wie Ablation, Schrittmacher etc.).

Welche Therapieverfahren im Einzelfall sinnvoll und anwendbar sind, wird unter den verschiedenen Krankheitsbildern beschrieben (zur Übersicht siehe hier).

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Verweise