Dein Herz: Funktion, Aufgaben und Aufbau

Wie funktioniert dein Herz und weshalb ist es so wichtig?

Das Herz ist unser Lebensantrieb. Es pumpt Blut in die Blutgefässe und verteilt es so in deinem Körper. Im Blut werden lebenswichtige Stoffe transportiert, wie beispielsweise Sauerstoff, Nährstoffe oder Hormone. Häufig sprechen wir auch vom Herz-Kreislauf-System, welches sich aus dem Herzen und allen Blutgefässen zusammensetzt. Weitere wichtige Funktionen des Herz-Kreislauf-Systems sind die Thermoregulation und Immunabwehr. Die Thermoregulation ist für die Steuerung deiner Körpertemperatur zuständig. Erinnerst du dich an die Sauna vom Beginn? Ist dir zu heiss, weiten sich deine Gefässe, wodurch sich der Puls erhöht, und deine Haut erwärmt. Dadurch wird die Oberfläche für die Wärmeabgabe vergrössert und sorgt zusammen mit der Schweissproduktion dafür, dass du nicht überhitzt und dein Körper abkühlen kann. 

Dein Herz funktioniert wie ein Motor

Ein gesundes Herz schlägt 50- bis 200-mal pro Minute und pumpt dabei fünf bis 25 Liter Blut durch deinen Körper. Selbstverständlich ist damit die Menge an Blut gemeint, welche durch dein Herz gepumpt wird. Betreibt du Hochleistungssport, fliesst sogar bis zu 40 Liter Blut innerhalb von einer Minute durch dein Herz. 

Herzaufbau

Damit dein Herz funktioniert und die geforderte Leistung erbringen kann, hat es einen spezifischen Aufbau. Zum Schutz liegt es im sogenannten Herzbeutel (Perikard), welcher mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Diese Flüssigkeit sorgt dafür, dass sich dein Herz ohne grossen Reibungswiderstand bewegen kann. Ausserdem wird durch die Lage im Herzbeutel die Ausdehnung und Kontraktion des Herzmuskels (Myokard) ermöglicht. 

Die vier Binnenräume des Herzens

Das Herz ist ein Hohlmuskel mit vier Räumen. Der rechte Vorhof und die rechte Kammer sind durch die Herzscheidewand vom linken Vorhof und der linken Kammer getrennt.  Dabei werden Vorhof und Kammer (häufig auch Ventrikel genannt) jeweils durch eine Herzklappe getrennt.

Herzklappen

Unser Herz hat vier Herzklappen. Eine trennt jeweils Vorhof und Kammer auf beiden Herzseiten. Zwei weitere trennen die Herzkammern von den abführenden Blutgefässen. Wichtig zu wissen ist, dass diese Klappen sich jeweils nur in eine Richtung – die Blutflussrichtung – öffnen lassen. Zudem unterscheiden wir zwischen zwei Arten von Herzklappen: Segel- und Taschenklappen. Sie sind zentral für deine Herzfunktion. 

Segelklappen kommen zwischen dem Vorhof und Ventrikel beider Herzhälften vor. Die Klappe, welche rechten Vorhof und Ventrikel trennt, ist die sogenannte Trikuspidalklappe. Sie zeichnet sich durch drei Segel aus und hat damit ein Segel mehr als die analoge Mitralklappe, welche sich im linken Herzen befindet. Du kannst dir die Segelklappen wie einen Fallschirm vorstellen, welcher über Seile (Sehnenfäden) an einem Muskel, befestigt ist. Füllt sich der Vorhof mit Blut, schwingt die Segelklappe wie eine Tür auf. Damit das Blut aus dem Ventrikel nicht mehr zurückströmen kann, schliessen sich die Klappensegel rasch. Das Blut, welches sich nun in der Kammer befindet, übt einen hohen Druck auf die Segel aus. Zum Glück sind die Segel an den Sehnenfäden befestigt, sie fungieren wie Sicherungseile sodass die Klappe geschlossen bleibt und nicht durchschlagen kann. 

Taschenklappen erfüllen ihren Namen durch ihr Aussehen, genauso wie die Segelklappen. Diese halbmondförmigen Strukturen trennen jeweils die Kammer und das vom Herzen wegführende Blutgefäss, die Arterien. Kleiner Zusatz: Die zum Herzen führenden Gefässe heissen Venen. 

Taschenklappen sehen aus wie kleine halbmondförmige Beutelchen, welche am Herzskelett befestigt sind. Doch wie funktionieren sie? Während das Blut vom Vorhof in die Herzkammer fliesst, wird Druck auf die Taschenklappen ausgeübt. Irgendwann ist der Druck so hoch, dass die Taschenklappen zur Seite gedrückt werden und Blut in die Arterien ausströmen kann. Das Blut würde aber wieder zurückfliessen, wenn sich die Taschen nicht mit Blut füllen würden und damit den Rückfluss in den Ventrikel verhindern. Die Klappe, welche den Rückfluss in den rechten Ventrikel verhindert, wird Pulmonalklappe genannt. Links sprechen wir von der Aortenklappe. 

Herzmuskel

Der Herzmuskel wird im Fachbereich auch Myokard genannt. Er befindet sich zwischen der Herzinnenhaut und der äusseren Haut des Herzens. Die Kontraktion des Myokards entspricht einem einzelnen Herzschlag. Im Arbeitsmyokard (Arbeitsmuskulatur) befinden sich Muskelzellen, welche elektrische Signale erzeugen und damit den Grundbaustein für die Herzkontraktion bilden. Doch dazu gleich mehr. 

Wie funktioniert ein Herzschlag?

Schliess deine Augen und lege eine Hand auf dein Herz. Fühlst du deinen Herzschlag? Dann solltest du jetzt einen kräftigen Schlag, dicht gefolgt von einem etwas schwächeren Impuls fühlen. Weshalb zwei? Der Grund dafür liegt im Pumpmechanismus des Herzens, welchen wir dir im Folgenden erklären werden. 

Systole und Diastole

Die Systole und Diastole beschreiben die beiden Phasen der Herzkontraktion. Während die Systole die Kontraktion der Ventrikel oder Vorhöfe darstellt, so beschreibt die Diastole die Füllungsphase der eben genannten Herzinnenräumen. Den ersten kräftigen Schlag, welchen du vorhin an dir selbst gespürt hast, ist die Systole, der zweite die Diastole. 

Beginnen wir mit der Diastole. Sie wird auch Entspannungsphase genannt und beschreibt den Vorgang, in dem sich Vorhof oder Ventrikel mit Blut füllen. Doch wie genau läuft so eine Diastole ab?

Immer nach Abschluss der Diastole folgt eine Kontraktion, welche das Blut gewissermassen aus dem Herzen presst. Dieser Vorgang wird Systole genannt. Wichtig zu erwähnen ist, dass nicht der gesamte Herzmuskel auf einmal kontrahiert. Dies geschieht nämlich abschnittweise. Ziehen sich die Vorhöfe zusammen und werfen Blut in die Kammern aus, spricht man von einer Vorhofsystole. Auf diese folgt dann die Füllphase der Vorhöfe (Vorhofdiastole) und die Auswurfphase der Kammern (Kammersystole). Die Kammersystole wird dabei in noch zwei weitere Phasen unterteilt: die Anspannungs- und Austreibungsphase. In jedem Fall ist damit aber ebenfalls die Kontraktion der Kammern gemeint. 

Dir schwirrt der Kopf? I got you! Das war nun wirklich ein wenig komplex. Damit du verstehst, wie dein Herz funktioniert und wie sich Diastole und Systole gegenseitig die Bälle (oder doch eher das Blut?) zuwerfen, haben wir den gesamten Pumpmechanismus nochmals kurz für dich zusammengefasst. 

Dein Herz funktioniert wie von allein

Wusstest du, dass das Herz einen Eigenrhythmus hat? Ja, tatsächlich. Dein Herz kann weiterschlagen, auch wenn es aus deinem Körper herausgenommen wird. Doch wie kommt dieser Eigenrhythmus zustande?

Das Erregungsleitungssystem

Die Herzaktion ist nicht zufällig und folgt bestimmten elektrischen Impulsen unserer Herzmuskelzellen. Zuständig dafür ist das Erregungsleitungssystem des Herzens. Funktionieren kann das System durch die Erzeugung elektrischer Signale, welche an den Herzmuskel weitergeleitet werden. Hierfür hat der menschliche Körper spezialisierte Herzmuskelzellen, sogenannte Schrittmacherzellen, welche das autonome System erhalten. Die Erregungsausbreitung im Myokard – also im Herzmuskel – verläuft über kleine Tunnel zwischen Herzmuskelzellen (Gap-Junctions). Sie ermöglichen den Austausch von elektrischen Signalen und können so dafür sorgen, dass dein Herz richtig funktioniert und schlägt.

Ausserdem ist das Erregungsleitungssystem hierarchisch aufgebaut und besteht aus unterschiedlichen Schrittmacherzentren, welche an der Erregungsbildung beteiligt sind. Fällt das oberste System aus, springt das nächsttiefere in der Hierarchie ein. Das spannende dabei: Genau das sieht der Kardiologe oder die Kardiologin, wenn er oder sie ein EKG bei einem Patienten oder einer Patientin macht. Folgende Strukturen werden in diesem Zusammenhang unterschieden:

• Sinusknoten
• Atrioventrikularkonten (AV-Knoten)
• His-Bündel
• Tawara-Schenkel
• Purkinje-Fasern

Der Sinusknoten ist das primäre Schrittmacherzentrum und steht damit ganz oben in der Hierarchie. Er gibt den Takt an. Etwa einmal pro Sekunde sendet der Sinusknoten, oder besser gesagt dessen Zellen, spontan ein elektrisches Signal. Dieses führt dann zur Kontraktion der Vorhöfe. Anschliessend erreicht das Signal den AV-Knoten (sekundäres Schrittmacherzentrum), wo es kurz verzögert wird. Diese Verzögerung ist essenziell für eine koordinierte Kontraktion von Vorhof und Ventrikel. Denn wie du bereits weisst, kontrahiert zuerst der Vorhof – füllt den Ventrikel mit Blut – und dann die Kammer. Durch die Verzögerung kann sich die Kammer besser mit Blut füllen, was zu einer grösseren Auswurfmenge währen der Kammersystole führt, was wiederum deine Herzleistung verbessert. Anschliessend wir das Signal des AV-Knoten über die His-Bündel, Tawara-Schenkel und Purkinje-Fasern verbreitet. 

Zusammengefasst kannst du dir das Erregungsleitungssystem wie eine Welle vorstellen. Die Erregung beginnt im oberen Teil des Herzens und breitet sich dann gegen unten aus. Erinnere dich an die faszinierenden Wellen deines letzten Sommerurlaubs am Meer – jeder Welle folgt eine neue. Genauso ist es in deinem Herzen der Fall – jede neue Welle entspricht einem neuen Herzschlag. 

Ein Herzschlag mag oft selbstverständlich wirken, doch verbirgt sich dahinter ein komplexes Zusammenspiel – eine Herzfunktion, welche nicht leicht zu verstehen ist.  Das Herz mit all seinen Funktionen ist ein faszinierendes Organ: Trag ihm Sorge und leb herzgesund!