Aufbau des Herzens: Kammern, Vorhöfe und Klappen

Einstieg: Eine Pumpe, die nie Pause macht

Leg zwei Finger an die Seite deines Halses, unterhalb des Kiefers. Du spürst ein Pochen, etwa 70- bis 90-mal pro Minute. Bei jedem Schlag pumpt dein Herz Blut in die Gefäße. Bei 70 Schlägen pro Minute sind das am Tag über 100 000 Schläge, in einem langen Leben mehr als zweieinhalb Milliarden. Wie ist diese Pumpe gebaut, und warum fließt das Blut nicht einfach zurück?

Erklärung: Der Aufbau des Herzens

Das Herz ist ein Hohlmuskel, etwa so groß wie die Faust seines Besitzers. Es liegt im Brustkorb zwischen den beiden Lungenflügeln, etwas nach links verschoben. Eine Wand aus Muskelgewebe, die Herzscheidewand, teilt es in eine rechte und eine linke Hälfte. Beide Hälften haben je zwei Räume:

• oben einen Vorhof, der Blut aus den Venen sammelt,
• unten eine Herzkammer, die das Blut kräftig in die Arterien pumpt.

Zwischen Vorhof und Kammer und am Ausgang der Kammern sitzen Herzklappen. Sie funktionieren wie Ventile und lassen das Blut nur in eine Richtung durch:

Klappe	Lage	Wirkung
Segelklappen	zwischen Vorhof und Kammer	verhindern, dass Blut beim Zusammenziehen der Kammer zurück in den Vorhof fließt
Taschenklappen	am Ausgang der Kammern zur Lungenarterie und zur Aorta	verhindern, dass Blut aus den Arterien in die erschlaffende Kammer zurückfließt

Die rechte Herzhälfte nimmt sauerstoffarmes Blut aus dem Körper auf und pumpt es zur Lunge. Die linke Herzhälfte nimmt sauerstoffreiches Blut aus der Lunge auf und pumpt es in den Körper. Die Wand der linken Kammer ist deutlich dicker, weil sie das Blut durch den ganzen Körper drücken muss.

Der Herzmuskel selbst wird über eigene Gefäße versorgt, die Herzkranzgefäße. Sie liegen wie ein Kranz außen auf dem Herzen.

Der Weg des Blutes durch das Herz

Ein Herzschlag in zwei Phasen

1. Füllungsphase (Diastole): Die Kammern erschlaffen. Die Segelklappen öffnen sich, Blut strömt aus den Vorhöfen in die Kammern. Die Taschenklappen sind geschlossen.
2. Austreibungsphase (Systole): Die Kammern ziehen sich zusammen. Der Druck schließt die Segelklappen und öffnet die Taschenklappen. Das Blut wird in Lungenarterie und Aorta gepresst.

Beide Herzhälften schlagen gleichzeitig. Das Zuschlagen der Klappen hörst du mit einem Stethoskop als Herztöne.

Beispiele

Beispiel 1: Wie viel pumpt das Herz? Bei jedem Schlag wirft die linke Kammer in Ruhe etwa 70 ml Blut aus. Bei 70 Schlägen pro Minute sind das $70 \cdot 70\,\text{ml} = 4900\,\text{ml}$, also knapp 5 Liter pro Minute. Das gesamte Blut eines Erwachsenen läuft also ungefähr einmal pro Minute durch den Körperkreislauf.

Beispiel 2: Eine undichte Klappe Schließt eine Segelklappe der linken Herzhälfte nicht richtig, fließt bei jedem Zusammenziehen der Kammer ein Teil des Blutes zurück in den Vorhof. Es gelangt weniger Blut in die Aorta. Das Herz muss schneller oder kräftiger schlagen, um den Körper trotzdem zu versorgen.

Merksatz

Das Herz ist ein Hohlmuskel mit zwei Hälften aus je einem Vorhof und einer Kammer. Die rechte Hälfte pumpt sauerstoffarmes Blut zur Lunge, die linke sauerstoffreiches Blut in den Körper. Segel- und Taschenklappen wirken als Ventile und sorgen dafür, dass das Blut nur in eine Richtung fließt.

Übungen

Grundlagen

1. Nenne die vier Räume des Herzens.
2. Welche Aufgabe haben die Herzklappen? Nenne die beiden Klappenarten und ihre Lage.
3. Beschreibe den Weg eines roten Blutkörperchens von der Hohlvene bis in die Lungenarterie.

Weiter

4. Erkläre, warum die Wand der linken Kammer dicker ist als die der rechten.
5. Was geschieht mit den Klappen, wenn sich die Kammern zusammenziehen? Was geschieht, wenn sie erschlaffen?
6. Berechne, wie viel Blut das Herz in Ruhe in einer Stunde pumpt, wenn es bei 75 Schlägen pro Minute je 70 ml auswirft.

Knobeln

7. Bei einem Loch in der Herzscheidewand zwischen den beiden Kammern mischt sich Blut. Erkläre, warum das den Sauerstofftransport verschlechtert.
8. Ein Pumpenmodell aus einem Gummiball mit zwei Rückschlagventilen soll das Herz darstellen. Nenne zwei Gemeinsamkeiten und zwei Grenzen dieses Modells.

Lösungen

1. Rechter Vorhof, rechte Kammer, linker Vorhof, linke Kammer.
2. Sie wirken als Ventile und lassen das Blut nur in eine Richtung fließen. Segelklappen liegen zwischen Vorhof und Kammer, Taschenklappen am Ausgang der Kammern zu Lungenarterie und Aorta.
3. Hohlvene → rechter Vorhof → Segelklappe → rechte Kammer → Taschenklappe → Lungenarterie.
4. Die linke Kammer pumpt das Blut durch den gesamten Körperkreislauf mit seinen vielen und langen Gefäßen. Dafür braucht sie einen viel höheren Druck als die rechte Kammer, die das Blut nur durch die nahe Lunge pumpt. Mehr Muskel bedeutet mehr Kraft.
5. Beim Zusammenziehen schließen sich die Segelklappen und die Taschenklappen öffnen sich. Beim Erschlaffen schließen sich die Taschenklappen und die Segelklappen öffnen sich, Blut strömt aus den Vorhöfen nach.
6. $75 \cdot 70\,\text{ml} = 5250\,\text{ml}$ pro Minute. $5250\,\text{ml} \cdot 60 = 315\,000\,\text{ml} = 315$ Liter pro Stunde.
7. Weil in der linken Kammer ein höherer Druck herrscht, gelangt sauerstoffreiches Blut in die rechte Kammer und fließt noch einmal durch die Lunge. Die linke Kammer muss mehr arbeiten, um den Körper zu versorgen. Kehrt sich der Druck um, gelangt sauerstoffarmes Blut direkt in den Körper. In beiden Fällen arbeitet das Herz weniger wirksam, und der Körper wird schlechter mit Sauerstoff versorgt.
8. Gemeinsamkeiten: Der Ball pumpt Flüssigkeit durch Zusammendrücken und Loslassen, die Ventile lassen sie nur in eine Richtung fließen wie Herzklappen. Grenzen: Das Modell hat nur eine Kammer statt zwei Hälften mit Vorhof und Kammer, es zieht sich nicht selbst zusammen (Muskel), und es versorgt sich nicht selbst über Herzkranzgefäße.