Kapitel 4

Anatomie

Das Herz ist im Grunde genommen ein Muskel, der in der linken Seite der Brust liegt (Abb. 65).

Abb. 65: Dieses Bild verdanke ich Patrick Lynch. Es ist im Internet für Jedermann zugänglich.

Abb. 66

Abb. 67: Diese Darstellung verdanke ich ebenfalls Patrick Lynch, einem genialen amerikanischen Zeichner, der das Bild im Internet verfügbar gemacht hat.

Einzelne seiner Bestandteile kann man schon von außen erkennen (Abb. 66), andere erst dann wenn man es öffnet (Abb. 67). Im weiteren Verlauf dieses eBooks werden Sie die einzelnen Bestandteile noch genauer sehen.

Das Herz ist innen hohl, wobei man einen rechten und einen linken Teil unterscheidet. Beide Herz-“Seiten“ wiederum bestehen aus einer Vorkammer (Vorhof = Atrium) und einer Hauptkammer (= Ventrikel) (Abb. 68).

Abb. 68: Erneut ein Bild von Patrick Lynch, das ich allerdings verändert habe: Die Teile des rechten Herzens sind in blau, diejenigen des linken Herzens in rot geklennzeichnet.

Wie schon im Band 1 dieses eBooks erwähnt und dort erklärt besteht die Aufgabe des Herzens darin, Blut zu pumpen und damit den Blutkreislauf in Gang zu halten. Und weil es einen rechten und einen linken Teil des Herzens gibt muß es (wie Sie ja mittlerweile wissen) einen rechten und einen linken Kreislauf geben (Abb. 69).

Abb. 69: Rot dargestellt ist der linke „große“, blau der rechte „kleine“ Kreislauf

Der linke Kreislauf ist dafür zuständig, daß alle Organe unseres Körpers stets mit ausreichenden Mengen frischen sauerstoffreichen Blutes versorgt werden. Dabei ist der Sauerstoff in den Lungen ins Blut gekommen.

Aus den Lungen fließt das frische sauerstoffreiche Blut in den linken Vorhof und von hier aus in den linken Ventrikel. Der Ventrikel pumpt das Blut dann in die Hauptschlagader (= Aorta). Aus der Aorta entspringen die Schlagader (= Arterien) für sämtliche Organe unseres Körpers. Durch die Arterien strömt das Blut in die Organe, wo es den Sauerstoff an die Zellen abgibt. Hier in den Zellen wird der Sauerstoff verbrannt, woraus die Zellen ihre Energie gewinnen. Bei der Verbrennung des Sauerstoffs entsteht als Abfallprodukt Kohlendioxid, das dann über die Venen abtransportiert wird und wieder zurück zum Herzen fließt.

Hier gelangt es nun in den rechten Vorhof. Dieser rechte Vorhof ist die 1. Station des rechten, d.h. des „kleinen“ Kreislaufes.

In diesem Kreislauf strömt das Blut aus der rechten Vor- in die rechte Hauptkammer und wird von hier aus in die Lungen gepumpt. Hier gibt es ein Abfallprodukte des Stoffwechsels der Organe, das Kohlendioxid (= CO_2) in die Lungenbläschen ab, von wo aus sie ausgeatmet und damit entsorgt werden. Gleichzeitig wird aus den Lungenbläschen frischer Sauerstoff (= O_2) ins Blut aufgenommen. Das frische sauerstoffreiche Blut strömt dann weiter, bis es in den linken Vorhof gelangt. Hier beginnt dann wieder der linke Kreislauf und der Blutkreislauf beginnt von vorne.

Wie Sie nun wissen haben die beiden Kreisläufe unterschiedliche Aufgaben:

Der linke „große“ Kreislauf muß alle Organe des Körpers mit sauerstoffreichem Blut versorgen, der rechte „kleine“ Kreislauf sorgt dafür, daß das verbrauchte Blut in den Lungen wieder mit Sauerstoff aufgeladen werden. Es wäre daher nicht sehr hilfreich, wenn sich beide Blutarten (das sauerstoffarme und das -reiche Blut) im Herzen vermischen würden. Daher sind die beiden Haupt- und Vorkammern durch Wände voneinander getrennt. Es gibt also eine Trennwand (= Septum) zwischen der rechten und der linken Hauptkammer (interventriculäres Septum (= IVS)) und eine andere Trennwand zwischen der rechten und der linken Vorkammer (interatriales Septum (= IAS)) (siehe Abb. 68). Normalerweise sind diese Trennwände 100%ige dicht, bei bestimmten (meistens angeborenen) Herzfehler haben sie aber Löcher, was logischerweise zu einer Vermischung des sauerstoffarmen und -reichen Blutes führt und ebenso zu einer erheblichen Veränderung der Blutdrücke in beiden Vor- bzw. Hauptkammern führen kann, was Sie verstehen werden, wenn Sie das Kapitel „Kreislauffunktion“ (Band 4) gelesen haben werden.

Die Hauptaufgabe des Herzens ist es also (wie schon gelesen), das Blut in diesen beiden Kreisläufen zu bewegen, zu pumpen und die Kreisläufe dadurch in Gang zu halten.

Damit das Blut immer in die richtige Richtung fließt besitzt das Herz Klappen, die als Rückschlagventile arbeiten:

Herzklappen

Wie gerade schon erwähnt sollen die Herzklappe dafür sorgen, daß das Blut aus den Hauptkammern immer nur in die gewünschte Richtung fließen. Sie arbeiten dabei als Rückschlagventile, die verhindern sollen, daß Blut dahin zurück gepumpt wird, woher es gerade gekommen ist; das wäre nämlich komplett unnötige Arbeit. Sehen Sie in Film 25, wie eine Herzkammer ohne Klappe arbeiten würde.

Film 25 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

In Film 26 hingegen sehen Sie, wie die Herzklappen die Arbeit der Herzkammer beeinflussen: Nun fließt das Blut nur noch in die Richtung des Ausgangs der Hauptkammer.

Film 26 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Herzklappen sind an den Ein- und Ausgängen der Hauptkammern angebracht. Die Klappen am Eingang unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Bauart voneinander:

Die Klappen am Kammereingang sind sog. „Segelklappen“, die Klappen am Ausgang „Taschenklappen“ (Abb. 70).

Abb. 70: Die beiden Klappentypen des Herzens: Blau gekennzeichnet: Taschenklappe; grün: Segelklappe.

Segelklappen sind feine Hautläppchen, die mit einem Teil am Rand einer Klappenöffnung angebracht sind und deren freier Rand sich bewegen kann (Abb. 71).

Abb. 71

Abb. 72

Die freien Enden der einzelnen Klappensegel (Abb. 72) sind an feinen Fäden aufgehängt, die wiederum im Herzmuskel verankert sind. Diesen Ankerpunkt nennt man „Papillarmuskel“.

Die Aufgabe der Segelklappen ist es, Blut aus den Vorkammern durch zu lassen, aber zu verhindern, daß es von den Haupt- wieder in die Vorkammern zurück fließt. Und daß macht die Klappe folgendermaßen:

Wenn das Blut aus der Vorkammer in die Kammer strömen möchte dann drückt es die Klappensegel einfach auf die Seite. Dadurch öffnen sich die Klappen und das Blut kann fließen. Wenn sich die Hauptkammern dann zusammenzieht dann wird es in 2 Richtungen gedrückt: Einmal in Richtung auf die Ausgangs- und einmal in Richtung auf die Eingangsklappe. Die Ausgangsklappe wird sich nun öffnen (siehe weiter unten unter „Taschenklappen“) und das Blut aus der Kammer heraus lassen. Die Segel der Eingangsklappe jedoch werden sich allerdings aufblähen, so wie ein Segel im Wind oder so wie die 3 Fallschirme der Apollo-Raumkapsel[1] auf ihrem Weg ins Meer (Abb. 73).

Abb. 73

Durch dieses Aufblähen der Segel verschließt sich der Eingang in die Hauptkammer, das Blut kann nicht mehr dahin zurück fließen, woher es gerade gekommen ist.

Es gibt 2 Segelklappen, nämlich die Mitral- und die Tricuspidalklappe.

Die Tricuspidalklappe befindet sich zwischen der rechten Vor- und der rechten Hauptkammer; sie dienst sozusagen als Eingangsklappe in die rechte Hauptkammer. Die Mitralklappe liegt am Eingang in die linke Hauptkammer, also zwischen linken Vor- und linker Hauptkammer. Beide Klappen sind etwas unterschiedlich aufgebaut, indem die Tricuspidalklappe aus 3, die Mitralklappe nur aus 2 Segeln besteht.

Die Öffnung, in der sich diese Klappen befindet nennt man av-Ostium (a für atrium = Vorkammer, v für Ventrikel = Hauptkammer, Ostium = Öffnung). Und weil es einen rechten und einen linken Teil des Herzens gibt spricht man auch von dem rechten und dem linken av-Ostium. Die Tricuspidalklappe liegt auf der rechten Seite des Herzens, weshalb man sie als „rechte av-Klappe“ bezeichnet; die Mitralklappe liegt auf der linken Seite des Herzens, daher bezeichnet man sie als „linke av-Klappe“.

Abb. 74

Sehen Sie in Abb. 74 alle 4 Herzklappen, beachten Sie aber zunächst nur die Mitral- und die Tricuspidalklappe, die Sie in dieser Abbildung jeweils geöffnet und geschlossen sehen. In geschlossenem Zustand können Sie die 2. Segel der Mitral- und die 3 Segel der Tricuspidalklappe gut erkennen.

Bei dem anderen Klappentyp handelt es sich um die „Taschenklappen“. Sie befinden sich jeweils an den Ausgängen der Herzkammern.

Die rechte Hauptkammer des Herzens pumpt ihr Blut in die Lungenschlagader (Arteria pulmonalis). Daher bezeichnet man die Klappe am Ausgang der rechten Hauptkammer als „Pulmonalklappe“.

Die linke Herzkammer pumpt ihr Blut in die Hauptschlagader (Aorta) und daher bezeichnet man die Ausgangsklappe der linken Hauptkammer als Aortenklappe.

Beide Klappen sind gleichartig aufgebaut und bestehen jeweils aus 3 Taschen, die um die Ausgangsöffnung der Herzkammer befestigt sind (Abb. 75).

Abb. 75

Die Arbeitsweise dieser Klappen können Sie sich vorstellen, indem Sie sich eine Einkaufstüte vorstellen, so wie man sie an der Tankstelle oder im Supermarkt bekommt. Nageln Sie nun eine Seite dieser Tüte an die Wand und lassen Sie die andere Seite frei baumeln.

Nehmen Sie nun einen Wasserschlauch und drehen das Wasser an. Wenn Sie den Schlauch von unten, d.h. aus der Richtung des Tütenbodens auf die Tüte richten wird der Wasserstrahl die Tüte weg-“schießen“ und der Wasserstrahl erreicht die Decke des Zimmers. Halten Sie den Wasserstrahl von oben auf die Tüte dann wird das Wasser in die Tüte fließen und diese wird sich entfalten. (Achtung! Wenn Sie dieses schöne Experiment in Ihrer Wohnung durchführen möchten sprechen Sie vorher mit Ihren Untermietern, damit die sich nicht über die Wasserflecken an der Decke wundern!).

Abb. 76

Wenn das Blut aus der Hauptkammer in die angeschlossene Arterie (Arteria pulmonalis oder Aorta) fließen möchte dann drückt es die Klappentaschen einfach auf die Seite. Möchte es aber aus der Arterie wieder in die Hauptkammer zurück strömen dann entfalten sich die Taschen und verschließen auf diese Weise die Klappenöffnung. Sehen Sie in Abb. 76 die geschlossene Aortenklappe von oben, d.h. aus der Richtung der Aorta.

Mehr gibt es eigentlich zu den Herzklappen und ihrer Funktion nicht zu berichten. Merken Sie sich einfach:

- Die Herzklappen arbeiten als Rückschlagventile und sollen dadurch dafür sorgen, daß das Blut stets nur in dieselbe Richtung fließt, also von der Vor- in die Hauptkammern und nachfolgend von der Hauptkammer in die angeschlossene Arterie.

- Am Ausgang und am Eingang jeder Herz-Hauptkammer befindet sich jeweils eine Herzklappe. Es gibt daher insgesamt 4 Herzklappen.

- Am Eingang der Hauptkammer befindet sich eine Segelklappe, am Ausgang eine Taschenklappe.

- Die Eingangsklappe der Hauptkammer liegt in einer Öffnung zwischen Vor- und Hauptkammer, sodaß man diese Klappen als „av-Klappen“ bezeichnet.

- Am Eingang in die rechte Hauptkammer liegt die Tricuspidalklappe (Segelklappe bestehend aus 3 Segeln), am Eingang in die linke Hauptkammer die Mitralklappe (Segelklappe bestehend aus 2 Segeln).

- Am Ausgang der rechten Hauptkammer befindet sich die Pulmonalklappe (Taschenklappe), am Ausgang der linken Hauptkammer die Aortenklappe (ebenfalls Taschenklappe).

Herzmuskel

Sie haben nach der bisherigen Lektüre dieses Buches schon gelernt, daß das Herz die Aufgabe hat, den Kreislauf in Gang zu halten, d.h. es muß Blut pumpen. Diese Pumparbeit wird von Muskelgewebe geleistet. Im Grunde genommen ist das Herz also nichts anderes als ein hohler Muskel, der sich in regelmäßigen Abständen zusammen zieht und dabei das Blut, das sich in seinem Inneren befindet ausquetscht. Im Laufe eines 80 Jahre dauernden Lebens schlägt ein Herz in etwa 4 Milliarden mal, was eine mehr als stattliche Leistung ist, zumal das Herz nicht wie ein technischer Motor in regelmäßigen Abständen gewartet und repariert wird.

Mit diesem biologischen Wunderwerk wollen wir uns in diesem Kapitel beschäftigen.

Es gibt verschiedene Muskel-“Sorten“: Den Skelettmuskel, den glatten und den Herzmuskel.

Den Ort, an dem sich Skelettmuskel befindet dürften Sie wissen: Es handelt sich um den Muskel, der unsere Arme und Beine und überhaupt unser ganzes Skelett bewegt. Diese Muskeln sind über Nervenbahnen an bestimmte Zentren unseres Gehirns angeschlossen, sodaß es möglich ist, diese Muskel bewußt arbeiten zu lassen. Wenn Sie beispielsweise jemanden begrüßen dann können Sie bewußt mit Hilfe der dazu benötigten Muskeln den Arm ausklappen, die Hand öffnen, die Hand des Anderen ergreifen und sie drücken. Sie haben aber die Wahl, denn Sie müssen dem Anderen nicht die Hand geben, was bedeutet, daß solche Tätigkeiten durch bewußte und willentliche Muskelaktionen bewirkt werden.

Glatter Muskel befindet sich in den Wänden von Blutgefäßen und allen anderen Hohlorganen des Körpers, also in der Speiseröhre, der Galle oder der Harnblase. Diese Muskeln können Sie nicht bewußt steuern: Die glatten Muskeln von Blutgefäßen sind dafür zuständig, die Weite der Gefäße zu regeln und Sie haben auch bei aller Anstrengungen nicht die Fähigkeit, die Blutgefäße beispielsweise des rechten Armes zu erweitern und diejenigen des linken Armes zu verengen. Kommen Sie mir jetzt nicht mit irgendwelchen indischen Gurus, die das angeblich können. Ich habe eine naturwissenschaftliche Ausbildung und glaube daher nur an das, was man beweisen kann und ich habe bislang noch von keinem seriösen Guru gehört, bei dem eine solche bewußte Erweiterung von Blutgefäßen zweifelsfrei nachgewiesen worden wäre. Also: Glatte Muskulatur ist dafür zuständig, unbeachtet von aller geistigen Zuwendung dafür zu sorgen, daß die mechanischen Abläufe eines Körpers glatt und zweckdienlich ablaufen.

Diese Muskel-“Sorten“ unterscheiden sich in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion. Ich möchte in diesem Buch nicht auf diese Unterschiede im Einzelnen eingehen, sondern mich mehr oder weniger ausschließlich mit dem Herzmuskel beschäftigen.

Vom Prinzip her sind alle Muskel gleich aufgebaut, denn sie bestehen im Grundsatz aus vielen einzelnen Muskelzellen („Muskelfasern“), die durch Bindegewebe gebündelt werden und an Blutgefäße und evtl. an Nerven angeschlossen sind.

Abb. 77

Beim Skelettmuskel (Abb. 77) sind die Muskelzellen mehr oder weniger streng parallel ausgerichtet und durch Bindegewebshäutchen (Endomysium, Peri- und Epimysium) in mehrere Einheiten gegliedert (Muskelfaser ➔ Faszikel ➔ Muskel). Durch diese Bündelung zahlreicher parallel verlaufender Muskel-“Stränge“ bekommt der Muskel die Kraft, die er benötigt, um ganze Arme oder Beine zu bewegen.

Beim Herzmuskel (Myokard) hingegen sind die einzelnen Muskelfasern miteinander verbunden. Beim glatten Muskel hingegen handelt es sich um ein irgendwie gestaltetes Geflecht einzelner Muskelzellen, die den Hohlraum eines Organs (z.B. den Darm) umgeben. Sehen Sie in Abb. 78 den Unterschied zwischen den einzelnen Muskelsorten.

Abb. 78

Sieht man sich einen quergestreiften unter dem Mikroskop an (Abb. 79) dann wird man eine sonderbare Streifung des Muskels erkennen.

Abb. 79

Wie entstehen diese Streifen?

Sie werden es verstehen, wenn Sie sich einmal den Aufbau einer Muskelzelle ansehen (Abb. 80), wobei es gleichgültig ist, welche Art von Muskelzelle Sie sich ansehen: Das Bauprinzip ist stets dasselbe:

Die wesentlichsten Bestandteile jeder Muskelzelle, sei es einer quergestreiften, einer Herzmuskel- oder einer glatten Muskelzelle sind Eiweiße mit dem Namen „Aktin[2]“ und „Myosin[3]“. Es sind fadenförmige Gebilde und sie sind dafür verantwortlich, daß sich der Muskel zusammen ziehen kann; wie das funktioniert erkläre ich später.

Die Aktin-Fäden sind an scheibenförmigen Eiweißkörpern (Z-Scheibe) fest verankert, wobei Sie sich die Anordnung dieser so vorstellen müssen, daß ein Myosin-Faden im Mittelpunkt steht und sich eine gewisse Anzahl von Aktin-Fäden kreisförmig um ihn herum befinden (Abb. 80).

Abb. 80

Die Aktin-Fäden sind untereinander mit einem dünnen Titin-Faden verbunden und das ganze System von Aktin-, Myosin- und Titin-Fäden wird in der Mitte durch einen Ring (H-Scheibe) zusammengehalten und gebündelt. Ein solches System bezeichnet man als „Sarkomer“ (Abb. 81). Das Sarkomer ist sozusagen die kleinste Funktionseinheit eines Muskels.

Abb. 81

Jeder Muskel, gleichgültig, es sich um einen quergestreiften, einen Herz- oder glatten Muskel handelt besteht aus solchen Sarkomeren. Der Unterschied zwischen den 3 Muskelsorten besteht nun in der Anordnung der Sarkomere innerhalb einer Muskelzelle und in der Anordnung der einzelnen Muskelzellen:

Beim quergestreiften Muskel sind die Muskelzellen mehr oder weniger streng parallel ausgerichtet und zudem sind innerhalb der Muskelzellen auch die Sarkomere parallel ausgerichtet. In ihrer Gesamtheit führt diese Parallelausrichtung also zu den unter dem Mikroskop zu erkennenden Streifen.

Bei Herzmuskelzellen ist diese parallele Ausrichtung nicht ganz so streng. Hinzu kommt, daß Herzmuskelzellen nicht nur längsseitig mit einander verbunden sind wie quergestreifte Muskeln (siehe Abb. 78). Sie haben vielmehr auch Verbindungen zu seitlich oder sogar quer verlaufenden Muskelzellen. Und glatte Muskelzellen schließlich sind klein, enthalten nur wenige Sarkomere und haben zudem in ihrer Gesamtheit überhaupt keine Längsausrichtung (was sie auch nicht benötigen, denn sie umschließen in der Regel einen Hohlkörper (z.B. Blutgefäße oder die Gallenblase), dessen Innenraum sie enger oder weiter stellen müssen.

Die wesentlichen Teile eines Sarkomers sind die Aktin- und Myosin-Fäden, denn sie bewirken erst, daß sich der Muskel zusammen ziehen kann. Das geschieht, weil das Myosin feine Köpfchen trägt, die sich zum einen an das Aktin ankoppeln können und die zum anderen die Eigenschaft haben, ein kleine Kippbewegung machen zu können.

Sehen Sie zunächst den Feinaufbau eines Sarkomers mit dem Aktin und den Myosin-Köpfchen in Abb. 82 und dann eine Detailansicht in Abb. 83.

Abb. 82

Abb. 83

Die Myosin-Köpfchen koppeln sich an einem Aktin-Faden an (Abb. 83-2), machen dann eine kleine Nick-Bewegung (83-3), wodurch sich die beiden Fäden gegeneinander verschieben (83-4), lösen sich dann wieder, kippen wieder nach vorne und der Vorgang beginnt aufs Neue.

Stellen Sie sich so vor, wie Sie es in Film 27 sehen: Die Finger sind die Myosin-Köpfchen, der Schreibtisch das Aktin.

Film 27 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Für diesen Vorgang benötigen die Muskelzellen Energie und zwar in Gestalt des ATP, das Sie ja schon aus einem vorherigen Kapitel kennen. Interessanterweise wird das ATP bei diesem Vorgang nicht dazu benutzt, daß sich die Myosin-Köpfchen an das Aktin anlagern und koppeln und auch nicht dafür, daß die Myosin-Köpfchen die Kippbewegung machen. Vielmehr wird das ATP dazu benötigt, das sich das Myosin-Köpfchen wieder vom Aktin löst.

Sehen Sie sich aber zunächst die Akteure dieser Aktion an, die ich in Abb. 84 eingezeichnet habe:

Abb. 84

- Endoplasmatisches Reticulum[4]: Speicherort für Calcium innerhalb der Zellen.

- Calcium-Ionen

- ATP: Energieträger

- ADT: Entsteht durch die Abspaltung von Phosphat

- Myosin-Kopf

- Myosin-Hals

- Aktin

- Tropomyosin

- Titin

Das Ganze funktioniert folgendermaßen:

Ein elektrischer Impuls erreicht die Muskelzelle über einen Nerven. Dabei dringt er in die transversalen Tubuli der Zelle ein.

Durch den eintreffenden elektrischen Impuls öffnen sich Kanäle in der Wand der Muskelzelle, die Calcium hindurch lassen. Dieses Calcium diffundiert zum endoplasmatischen Reticulum und bewirkt hier eine Aktivierung der Kalziumkanäle.

In der Folge verläßt eine große Menge von Calcium-Ionen, die dort in hoher Konzentration gespeichert sind das endoplasmatische Reticulum und gelangen so ins Innere der Muskelzelle (Abb. 85).

Abb. 85

Hier im Muskelinneren befinden sich die Sarkomere mit ihren Aktin- und Myosin-Fäden. Dabei sind die Ankoppelungsstellen des Aktin für die Myosin-Köpfchen mit einem Tropomyosin-Faden abgedeckt und geschützt (Abb. 85, grüne Linie über den blauen Myosinköpfchen (farbige Darstellung nur in den elektronischen eBooks)).

Die Calcium-Ionen bewirken nun zunächst, daß sich dieser Tropomyosin von den Koppelungsstellen weg bewegt und daß diese Koppelungsstellen somit frei zugänglich sind (Abb. 86).

Abb. 86

Ein anderes Calcium- Ion lagert sich an einem Myosin-Köpfchen an und bewirkt hier, daß 1 Molekül ATP, das sich im Kopf eines Myosin-Köpfchens befindet in ADP und Phosphat aufgespalten wird. ADP und Phosphat verlassen kurze Zeit später das Myosin-Köpfchen.

Wenn im Myosin-Köpfchen kein ATP mehr vorhanden ist (ADP gilt nicht!) verändern das Myosin-Köpfchen seine Form: Normalerweise steht dieses Köpfchen in einem Winkel von etwa 45^0 zum Hals des Myosins. Nun klappt es in eine Position von etwa 90^0 zum Hals um.

Abb. 87

Durch diese Aufrichtung kann das Myosin-Köpfchen nun in die Bindungsstelle einrasten (Abb. 87).In dem Augenblick, in dem es dort eingerastet ist und Aktin und Myosin nun in direktem Kontakt sind verlassen das Phosphat und das ADP (die durch die Spaltung des ATP entstanden waren) das Myosin-Köpfchen. Dies hat zur Folge, daß das Köpfchen nun wieder in seine ursprüngliche 45^0-Abwinkelung zum Myosin-Hals umklappt.

Durch diese Umklappbewegung wird der Aktin-Faden nun vorgeschoben (Abb. 88).

Abb. 88

Am Ende schließlich lagert sich wieder ein neues ATP-Molekül an das Myosin-Köpfchen an. Dies hat zur Folge, daß sich das Myosin-Köpfchen wieder vom Aktin löst und in seine ursprüngliche Position zurück klappt (Abb. 89).

Abb. 89

Auch das Calcium, das sich am Tropomyosin angelagert hatte verläßt diese Bindungsstelle nun wieder, was zur Folge hat, daß sich das Tropomyosin wieder über die Aktin-Myosin-Bindungsstellen legt und diese für das Myosin-Köpfchen nicht mehr erreichbar ist.

Wenn sich alle Myosin-Köpfchen vom Aktin gelöst haben wird der Aktin-Faden durch das Titin, das sich während der Bewegungsvorgangs wie eine Feder gespannt hatte wieder in seine ursprüngliche Position zurück gezogen und der Vorgang kann wieder von Neuem beginnen (Abb. 90).

Abb. 90

Es versteht sich von selber, daß am Ende des ganzen Vorgangs spezielle Ionenpumpen dafür sorgen, daß die Calcium-Ionen wieder ins endoplasmatische Reticulum zurück transportiert werden und daß ATP wieder aus ADT und Phosphat regeneriert wird.

Film 28 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Sehen Sie den ganzen Vorgang noch einmal als Film in Film 28. Jeder dieser Greif- und Schiebevorgänge dauert etwa 10 - 100 msec (= 0.01 - 0.1 sec) und verschiebt das Aktin um etwa 0.000001 mm, also eigentlich eine verschwindend kleine Strecke. Damit sich ein Muskel deutlich, d.h. sichtbar und zweckdienlich verkürzt müssen viele solcher Greif- und Loslaßvorgänge in kurzer Zeit ablaufen. Dies kann etwa 50mal pro Sekunde erfolgen. Durch diese Vielzahl einzelner Greif- und Loslaßvorgänge kann sich ein Sarkomer um etwa 50% ihrer Länge verkürzen.

Damit sich ein Muskel dennoch wirksam verkürzt (50% eines Sarkomers = 0.001 mm!) sind innerhalb eines Muskels viele Sarkomere und Muskelzellen hintereinander geschaltet und erst die Verkürzung dieser Gesamtheit aller Sarkomere und Muskelzellen läßt den gesamten Muskel sich wirksam zusammenziehen.

Dies ist der Augenblick für eine kleine sarkastische Nebenbemerkung. Sie werden nämlich nun verstehen, was es mit der „Leichenstarre“ auf sich hat:

Wenn ein Organismus stirbt dann ist eine der Folgen dieses Sterbens, daß kein ATP mehr produziert wird. Das ATP wird aber u.a. dafür benötigt, um die Myosin-Köpfchen von den Aktin-Fäden zu lösen. Praktisch gesehen bedeutet dies, daß das Myosin am Aktin ankoppelt, sich der Muskel infolge dessen (siehe obige Ausführungen) verkürzt, daß aber kein neues ATP mehr produziert wird, das wieder in das Myosin-Köpfchen eindringen kann, um es vom Aktin zu lösen. Der Muskel bleibt also in einem gespannten Zustand, was man in solchen Fällen „Leichenstarre“ nennt.

So, nun wissen Sie also auch, wie ein Muskel arbeitet und wozu das ATP, das für das Leben und die zahlreichen Funktionen unseres Körpers von so elementarer Bedeutung ist benötigt wird.

Nun behandelt dieses eBook ja das Herz und daher wird es von einem gewissen Interesse sein, wenn Sie erfahren, was der Herzmuskel zu tun hat.

Zunächst einmal: Er funktioniert grundsätzlich ebenso wie Sie dies vorhin gehört haben, d.h. auch der Herzmuskel arbeitet mir Sarkomeren, Greif- und Loslaßbewegungen.

Abb. 91

Ein normaler Muskel, z.B. der Biceps am Oberarm (Abb. 91) hat eine bestimmte Richtung, in der er sich zusammenziehen muß, damit der Arm in einer bestimmten Weise bewegt wird. Aus diesem Grund sind „normale“ Skelettmuskeln auch länglich gebaut.

Das Herz hingegen ist ein hohles Organ, dessen Wand aus Herzmuskel besteht. Die Aufgabe dieses Muskels ist es, diese Hohlräume zusammen zu pressen, damit das darin befindliche Blut ausgepumpt wird. Dieser Vorgang des Zusammenpressen geschieht nun nicht einfach dadurch, daß sich die gesamte Muskulatur beispielsweise der linken Herzkammer zusammen zieht, sondern das Herz bewegt sich in einer relativ komplizierten Dreh- und Kontraktionsbewegung, die man sehen kann, wenn man das Herz im geöffneten Brustkorb mit den Augen eines Herzchirurgen sieht (Film 29).

Film 29 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Damit das Herz diese spezielle Bewegung ausführen kann sind 2 Voraussetzungen erforderlich:

1. Die Herzmuskelzellen müssen in einer bestimmten Weise angeordnet sein und

2. sie müssen in einer bestimmten Reihenfolge angeregt werden.

Die Anordnung der Anordnung der Herzmuskelfasern sehen Sie in der folgenden Abbildung (Abb. 92).

Abb. 92

Die hier eingezeichneten Fasern stellen nicht die einzigen Muskelfasern des Herzens dar, sondern sollen nur die Ausrichtung des Muskeln zeigen.

Erst diese spezielle Ausrichtung ermöglicht es dem Herzens, sich in der in Film 29 gezeigten Weise zu bewegen. Und diese Bewegung wiederum ermöglicht es dem Herzen, sich möglichst effektiv zu entleeren. Sie können dies vergleichen mit einem Aufnehmer, mit dessen Hilfe Sie den Fußboden Ihrer Wohnung säubern:

Wenn Sie einen Aufnehmer in den Wassereimer tauchen und das überflüssige Wasser aus ihm entfernen möchten (Achtung Studenten, Junggesellen und Frisch-Geschiedene: Die Verwendung eines Aufnehmers macht nur Sinn, wenn er feucht, nicht tropf-naß ist!) dann können Sie natürlich den nassen Aufnehmer auf den Boden legen und das Wasser durch Darauftreten oder Daraufspringen herausquetschen. Sie können ihn aber auch auswringen. Letzteres, das weiß ich aus meiner eigenen Studentenzeit, ist die effektivere Methode. Und so ähnlich ist es auch mit den Herzkammern: Die Dreh-Zusammenzieh-Methode ist wesentlich effektiver als das einfache Zusammenquetschen der Herzkammer durch die gleichzeitige Aktivierung aller Muskeln der Kammerwand. Die in Abb. 92 gezeigte Anordnung der Muskelfasen ist eines der Hilfsmittel, mit denen dies möglich ist.

Das andere Hilfsmittel ist das elektrische System des Herzens, das dafür sorgt, daß die verschiedenen Teile einer Kammer (Vorder-, Hinter und Seitenwand) in einer ganz bestimmten Reihenfolge aktiviert werden. Was nun zum nächsten Kapitel überleitet, nämlich dem elektrischen System des Herzens.

Elektrische System

Das elektrische System des Herzens folgt dem alltäglichen Problem der „Firmenleitung“:

In jeder Firma, in der mehr als 2 Mitarbeiter tätig sind besteht die Gefahr, daß Anarchie und Chaos ausbrechen, denn der Mensch ist nun mal ein selbstständiges Wesen, das sich prinzipiell nur ungern unterordnet. Die Firma wäre zum Untergang verurteilt, wenn jeder machen würde was er möchte. Und daher gibt es einen Chef, der das Programm vorgibt, an das sich jeder halten sollte. Nicht aus kapitalistischer Prinzipienreiterei, sondern damit es funktioniert und der Betrieb blüht und gedeiht (na ja, sagen wir: Damit er funktioniert).

Und was für jede Firma gut ist kann auch für das Herz nicht schlecht sein, denn es besteht aus vielen Millionen einzelner Muskelzellen, die vom Prinzip her alle gerne machen möchten, was sie wollen. Das Ende vom Lied wäre sogenanntes Kammerflimmern, denn wenn alle Muskelzellen gleichzeitig und unkoordiniert arbeiten würden würden sie sich in ihrer Arbeit gegenseitig aufheben, das Herz würde sich nicht mehr zusammenziehen und es bliebe stehen. „Herzschlag“ nennt man das. Es muß also auch am Herzen einen Chef geben, der jeder einzelnen Herzmuskelzelle sagt, was und wann sie zu tun hat. Wer ist der Chef?

Nun, wie bei großen Industriekonzernen auch so hat das Herz einen Aufsichtsrat und dieser Aufsichtsrat wird von einem Vorsitzenden angeführt. Der Aufsichtsratsvorsitzende ist der Chef, der seine Anordnungen an die einzelnen Mitglieder des Aufsichtsrates gibt, die dann ihrerseits diese Anordnungen wieder an die Arbeiter weitergeben.

Der Aufsichtsrat einschließlich seines Vorsitzenden sind am Herzen das „Reizleitungs-“ und „Reizleitungssystem“, die Arbeiter das „Arbeitsmyokard“. Über das Arbeitsmyokard haben Sie im letzten Kapitel über den Herzmuskel schon Einiges erfahren, kommen wir in diesem Kapitel also zum Reizleitungs- und Reizbildungssystem.

Es handelt sich bei diesem „elektrischen System“ des Herzens um Herzmuskelzellen, die sich auf die Weitergabe und Verarbeitung elektrischer Signale spezialisiert haben. Sie besitzen zwar auch noch Muskelfasern, jedoch nur sehr wenige, denn ihre Aufgabe ist nicht die mechanische, sondern die elektrische Herzarbeit.

Sehen Sie sich einmal das elektrische System des Herzens an (Abb. 93).

Abb. 93

Sie sehen hier verschiedene Strukturen, auf deren Sinn ich später in diesem Kapitel noch kurz eingehen werde:

- Den Sinusknoten. Er liegt ganz oben im Herzen, nämlich im Dach des rechten Vorhofes. Ich greife mal vor indem ich sage, daß er der elektrische Chef des Herzens ist. Hier entstehen in regelmäßigen Abständen elektrische Impulse.
Diese elektrischen Impulse breiten sich nun über die Wände zunächst des rechten und danach des linken Vorhofes aus. Sie erregen dabei die Arbeitsmuskelzellen der Vorkammern.

Die Ausbreitung erfolgt z.T. über spezielle elektrische Leitungsbahnen (grüne Linien in Abb. 93), z.T. aber auch über „Diffusion“, indem nämlich eine Zelle der Vorhofwand den elektrischen Impuls an die nächste Zelle weiter gibt. Auf diese Weise gelangt der elektrische Impuls des Sinusknotens in den

- av-Knoten. Der av-Knoten ist eine Ansammlung von Reizleitungszellen, der genau am Übergang zwischen den Vorkammern (atrium = a) und den Hauptkammern (Ventrikel = v) gelegen ist. Und weil die Vor- und die Hauptkammern elektrisch streng voneinander isoliert sind können die elektrischen Impulse auf ihrem Weg vom Sinusknoten zu den einzelnen Zellen der Herzkammern normalerweise ausschließlich durch den av-Knoten hindurch, er ist sozusagen das Nadelöhr.
Hier im av-Knoten wird der elektrische Impuls eine kurze Weile angehalten (maximal 0.18 sec = 180 milliSekunden). Diese Verzögerung ist notwendig, weil das Blut ja schließlich erst einmal von den Vor- in die Hauptkammern fließen muß, bevor sich die Hauptkammern dann am Ende auch zusammenziehen und das Blut in die Aorta bzw. die Lungenschlagader auspumpen. Elektrischer Strom ist schließlich schneller als das etwas träger fließende Blut. (Ähnlich wie Licht und Töne: Sie sehen den Blitz eines Gewitters eher als Sie den Donner hören!).

Nach dieser kurzen Verzögerung im av-Knoten gelangt der elektrische Impuls als nächstes in das

- HIS´sche Bündel. Es ist nach seinem Entdecker Wilhelm His benannt und leitet den Impuls wie durch einen dicken Kabelstrang in Richtung auf die Hauptkammern. Nach kurzem Verlauf teilt sich das HIS-Bündel auf in

- den rechten und den linken TAWARA-Schenkel (benannt nach Tunao Tawara, japanischer Pathologe). Wie der Name schon sagt läuft der rechte Schenkel auf der rechten Seite der Scheidewand zwischen den beiden Hauptkammern (d.i. des interventrikulären Septums) in die rechte Hauptkammer (Hauptkammer = Ventrikel). Der linke TAWARA-Schenkel läuft logischerweise auf der linken Seite des Septums in den linken Ventrikel. Anders als der rechte TAWARA-Schenkel teilt sich der linke Schenkel aber nach kurzem Verlauf in einen vorderen (links-anterioren) und hinteren (links-posterioren) Schenkel auf.
Sowohl der rechte als der links-anteriore und der links-posteriore Schenkel teilen sich schließlich in immer feinere Fasern und Fäserchen auf, sodaß am Ende der Verzweigungskette jede einzelne Muskelzelle der Herzkammern an ein feinstes Reizleitungsfäserchen angeschlossen ist. Das ganz sieht dann so ähnlich aus wie die Wurzel eines großen Baumes: Sie beginnt mit einem dicken Wurzelstrang und teilt sich dann in immer feinere Würzelchen auf. Diejenigen Fäserchen, die schließlich Anschluß an die Muskelzellen haben nennt man

- PURKINJE-Fasern (benannt nach Jan Evangelista Purkinje (1787-1869), böhmischer Pathologe).

Nun kennen Sie die einzelnen Bestandteile des Reizbildungs- und Reizleitungssystems. Und damit Sie mal eine Vorstellung davon bekommen, wie das funktioniert sehen Sie sich mal den Film 30 an.

Film 30 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Sie sehen hier, wie der elektrische Impuls im Sinusknoten entsteht und sich von hier aus durch die verschiedenen Strukturen des elektrischen Systems des Herzens bis in die Herzhauptkammern hinein ausbreitet.

So, da Sie das elektrische System nun kennen werden Sie sicherlich 2 Fragen haben:

1. Wenn der Sinusknoten der Aufsichtsratsvorsitzende ist: Was unterscheidet ihn von einem normalen Arbeiter (sprich: dem Arbeitsmyokard) und

2. warum ist denn der Sinusknoten denn überhaupt der Chef und wie schafft er ist, die Arbeiter nach seiner Pfeife tanzen zu lassen?

Was geschieht elektrisch im Herzmuskel?

Die Antwort auf diese Frage hat etwas mit der elektrischen Aktivität einer Zelle und damit auch irgendetwas mit der Zellmembran und dem „Membranpotential“zu tun:

Im Inneren einer jeden Zelle befinden sich verschiedene Strukturen, die für die Zellfunktion von ausschlaggebender Bedeutung sind, z.B. gibt es hormonproduzierende Zellbestandteile, Strukturen, die für die Verbrennung von Sauerstoff zur Energiegewinnung und andere, die für die Speicherung von Energie zuständig sind. Wichtig ist für das Verständnis der elektrischen Aufgaben von Herzmuskelzellen die Zellmembran:

Sie ist die äußere Hülle einer jeden Zellen (Abb. 94).

Abb. 94

Kümmern Sie sich nicht um Details in Abb. 94, Sie sollten aber wissen, daß eine Zellmembran aus phosphorhaltigen Fettmolekülen („Phospholipide“) besteht. Jedes Phospholipidmolekül hat 2 Ende:

Ein wasserabweisendes („hydrophober Kopf) und ein wasseranziehendes Ende („hydrophiler Kopf“). Beim Bau einer Zellmembran lagern sich nun jeweils 2 Phospholipidmoleküle gegenüber an, sodaß ihre jeweiligen hydrophoben Ende aneinander stoßen. Durch diesen Aufbau ist die Membran dicht, d.h. sie läßt weder etwas von außen nach innen noch von innen nach außen.

Nun besteht die Aufgabe einer Zellmembran aber nicht nur darin, die Zelle gegen die Umgebung abzudichten. Vielmehr hat sie extrem wichtige Aufgaben, dafür sorgt, daß bestimmte Substanzen ins Zellinnere transportiert, um hier verarbeitet zu werden (Sie haben im Zusammenhang mit der Energiegewinnung der Zellen schon davon gehört!). Gleichzeitig soll sie aber auch verhindern, daß andere lebenswichtige Stoffe oder Substanzen die Zelle verlassen können. Für diese verschiedenen Zwecke sind in die Zellmembran Transportkanäle eingebaut, die bestimmte chemische Substanzen entweder ins Zellinnere hinein oder heraus transportieren („Kanalproteine“, blau in Abb. 94).

Neben diesen Transportfunktionen hat die Zellmembran aber auch noch Aufgaben, die etwas mit der Verteilung von Blutsalzen zu tun haben:

Unser Körper enthält zahlreiche Salze, z.B. Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium oder Chlor. Diese Salze sind nun im gesamten Körper nicht gleichmäßig verteilt. So befindet sich innerhalb der Körperzellen besonders viel Kalium, während außerhalb der Zellen, z.B. im Blut oder im Gewebswasser viel Natrium vorliegt. Diese unterschiedlichen Konzentrationen entstehen dadurch, daß die Zellmembranen auch für Salze undurchlässig sind; wären sie das nicht würden sich die Konzentrationen über kurz oder lang ausgleichen und an jeder Stelle des Körpers wäre dieselbe Salzmenge vorhanden.

Die unterschiedlichen Salz-Konzentrationen haben einen Sinn, denn Salze sind von Natur aus elektrisch geladen. 1 Atom Natrium trägt beispielsweise 1 positive elektrische Ladung, 1 Atom Kalium ebenfalls, während 1 Chlor-Atom 1 negative Ladung und 1 Magnesium- bzw. Calcium-Atom jeweils 2 positive Ladungen tragen. Solche elektrisch geladenen Teilchen nennt man „Ionen“ (sprich: Johnen“).

Abb. 95

Wenn nun auf den beiden Seiten einer Zellmembran unterschiedliche Mengen elektrisch geladener Ionen vorliegen (Abb. 95) dann entsteht zwischen diesen beiden Seiten der Membran ein elektrischer Ladungsunterschied. Da im Inneren einer Herzmuskelzelle weniger positiv geladene Ionen vorhanden sind als außerhalb der Zelle ist das Zellinnere gegenüber dem Zelläußeren negativ geladen und zwar um 60 - 100 mV (milliVolt).

Dieser elektrische Spannungsunterschied nennt man „Membranpotential“ und es ist für die Funktion jeder Zelle unseres Körpers extrem wichtig, und zwar so wichtig, daß der Körper eine Menge Energie aufbringen muß, um die unterschiedlichen Ionenkonzentrationen außer- und innerhalb der Zelle immer aufrecht zu erhalten und dadurch den Spannungsunterschied, d.i. das Membranpotential zu bewahren.

Wozu, um Gottes Willen, muß er denn zur Aufrechterhaltung des Membranpotentials Energie aufwenden. Schließlich benötigt mein Schreibtisch auch keinerlei Energie, damit er seine Form behält.

Ganz einfach, weil der Schreibtisch angewandt Physik ist (Sägen von Schreibtischplatten gehört für mich zur Physik), eine Zellmembran aber zur Biologie und zur Chemie gehört. Und in diesen Fachgebieten ist es ein Grundgesetz, daß sich Konzentrationsunterschiede auf 2 Seiten einer Trennwand immer ausgleichen wollen.

Übertragen auf eine Körperzelle bedeutet dies Folgendes:

Innerhalb der Zelle findet sich sehr viel mehr Kalium als außerhalb. Also versucht das Kalium, das Zellinnere zu verlassen. Dadurch sinkt die hohe Kaliumkonzentration in der Zelle immer weiter ab, bis sie schließlich ebenso groß ist wie außerhalb der Zelle. Man nennt diesen Vorgang „Konzentrationsausgleich“. Man kann einen solchen Konzentrationsausgleich bei der Mischung 2er Flüssigkeiten beobachten, so wie Sie dies in Film 31 sehen:

Film 31 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

In diesem Film haben geniale englische Physiker 2 Flaschen aufeinander gestellt. In der unteren Flasche befindet sich warmes rotes Wasser, in der oberen Flasche klares kühles Wasser. Das rote warme Wasser steigt auf und vermischt sich daher mit dem kühlen klaren Wasser (Toller Film, Glückwunsch an die Physiker!)

Mit dem Natrium verhält es sich ebenso:

Es ist außerhalb der Zelle in viel größeren Mengen vorhanden als innerhalb der Zellen, d.h.: Die Natriumkonzentration ist außerhalb der Zellen sehr viel höher als innerhalb. Daher versucht das Natrium, durch die Zellmembran hindurch ins Zellinnere zu sickern, um dadurch wieder einen Konzentrationsausgleich herzustellen.

Abb. 96

Weil Natrium und Kalium aber elektrische Ladungsträger sind würde dieser Konzentrationsausgleich letztlich dazu führen, daß es am Ende keinen Spannungsunterschied zwischen Zellinneren und -äußerem gäbe (Abb. 96). Das Membranpotential würde sozusagen zusammenbrechen und auch das ist ein Naturgesetz, das wir hier nicht diskutieren können: Leben in der uns bekannten Form ist ohne Membranpotential nicht möglich!

Nun kann man auf unserem Planeten viele Dinge überlisten: Die Radarfalle (indem man unmittelbar vorher scharf abbremst), den Zeitungsverkäufer an der Haustür (indem man sagt, man hätte diese Zeitung gerade erst woanders gekauft) und sogar einen Maserati-Verkäufer (indem man sagt, man wäre auf das Leder der Sitzpolsterung allergisch).

Aber 3 Dinge kann man nicht überlisten:

1. Wasser: Es fließt immer von oben nach unten

2. Das Finanzamt, weil dieses schweizerische CDs ankauft und Steuerprüfer beschäftigt und

3. Naturgesetze und damit auch deren Tätigkeit (siehe „Konzentrationsausgleich“) an einer Zellmembran.

Und man muß wissen, daß nichts auf diesem Planeten wirklich vollkommen ist: Das iPhone stürzt schon mal ab, die Eisenbahn kommt schon mal unpünktlich und Zellmembranen sind nie absolut dicht. Das bedeutet, daß die Zellmembran so raffiniert gebaut sein kann wie sie will: Es werden immer Kalium-Ionen nach außen und Natrium-Ionen nach innen strömen.

Wenn das iPhone abstürzt startet man es eben neu, ist zwar ärgerlich, aber man überlebt es. Wenn die Eisenbahn unpünktlich ist muß man warten und fluchen, ist zwar mehr als ärgerlich, aber man überlebt es auch. Aber wenn die Zellmembran undicht wäre und das Membranpotential hierdurch verschwände wäre das mehr als ärgerlich, denn es wäre tödlich.

Und damit man trotz dieser immer vorhandenen Lecks in der Zellmembran überlebt wird dieser natürliche „Schwund“ ausgeglichen, indem in die Zellmembran kleine Kanäle eingebaut sind, die diese Salzverluste bzw. Salzüberschüsse ausgleichen. Man nennt diese Kanäle, die für den Ausgleich von Natrium- und Kalium-Ionen zuständig sind „Natrium-Kalium-Pumpe“. (Nebenbei bemerkt: Es gibt eine Unzahl solcher Transportkanäle in der Zellmembran, die sehr spezialisiert arbeiten und nur für den Transport ganz bestimmter Substanzen verantwortlich sind.)

Die Natrium-Kalium-Pumpe ist einer der wesentlichen Mechanismen, der dafür sorgt, daß das Zellinnere immer um 60-100 mV gegenüber dem Zelläußeren negativ geladen ist. In Film 32 sehen Sie, wie das Ganze funktioniert.

Film 32: Entstehung und Aufrechterhaltung des Ruhe-Membranpotentials.

Links: Vorgänge an der Zellmembran. Rechts: Ladung des Zellinneren (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Dabei sehen Sie links im Film die Vorgänge an der Zellmembran und rechts das Membranpotential, d.h. den Spannungsunterschied zwischen dem Äußeren und dem Inneren einer Zelle.

Im ersten Schritt des Films sickert ein positiv geladenes Natrium-Molekül durch die Zellmembran ins Zellinnere, was zur Folge hat, daß die Spannung von zunächst etwa -100 mV auf (sagen wir mal:) -60 mV absinkt.

Kurze Zeit später sickert im Gegenzug ein ebenfalls positiv geladenes Kalium-Molekül nach außen. Dadurch sinkt das Membranpotential wieder auf die ursprünglichen -100 mV ab, der Preis dafür ist aber, daß sich das Verteilungsverhältnis von Natrium- und Kalium-Ionen im Laufe der Zeit ausgleichen würde. Um das zu verhindern beginnt die Natrium-Kalium-Pumpe sofort damit, daß im Zellinneren fehlende Kalium-Ion wieder herein zu schaufeln und gleichzeitig das im Zellinneren überzählige Natium-Ion heraus zu werfen.

Auf diese Weise wird nicht nur das Membranpotential, sondern gleichzeitig auch das natürliche Verteilungsverhältnis der Natrium- und Kalium-Ionen aufrecht erhalten.

So wie ich es beschrieben habe funktioniert es an den meisten Zellen unseres Körpers: Knochen-, Schilddrüsen-, Magenzellen usw., denn alle diese Zellen benötigen ein stabiles Membranpotential.

Es gibt nur 2 Zellsorten, die etwas anders arbeiten: Die Herzmuskel- und die Nervenzellen. Auf die Nervenzellen möchte ich hier nicht genauer eingehen, aber bei den Herzmuskelzellen verhält es sich so:

Sie haben nämlich von Natur aus ein Leck in ihrer Zellwand und dieses Leck führt, wie Sie vorhin gehört haben dazu, daß es zu einem langsamen und allmählichen Konzentrationsausgleich der elektrisch geladenen elektrischen Teilchen kommt. Man nennt diesen Vorgang „Spontandepolarisation“, das bedeutet, daß sich die Zelle allmählich von selber elektrisch entlädt. Dies würde, wie schon erwähnt zum Tod der Zellen führen, wenn die Herzmuskelzellen nicht eine weitere Besonderheit hätten, nämlich das sog. „Schwellenpotential“.

Dieses Schwellenpotential liegt bei etwa -50 mV. Das bedeutet, daß sich die Zellen durch die Spontandepolarisation von -100 mV beginnend langsam selber entlädt und daß dann, wenn das Schwellenpotential von -50 mV erreicht ist etwas geschieht. Dieses „Etwas“ ist das sogenannte „Aktionspotential[5]“. Dabei passiert Folgendes (Sie sehen dies in Film 33):

Film 33 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Es öffnen sich blitzschnell kleine Poren in der Zellmembran, die Natrium-Ionen ungebremst durchlassen. Diese kleinen Poren nennt man „schnelle Natrium-Kanäle“. Wenn sich diese Kanäle öffnen strömt also eine große Menge positiv geladener Natrium-Ionen ins Zellinnere und gleicht hierdurch die negative Ladung im Zellinneren aus. Das Membranpotential verändert sich und nimmt einen positiven Wert an.

Unmittelbar nach der Öffnung der schnellen Natrium-Kanäle öffnen sich andere Poren, nämlich die „schnellen Kalium-Kanäle“.

Das hat nun zur Folge, daß das positiv geladene Kalium, das ja im Zellinneren in viel höherer Konzentration als außerhalb der Zelle vorliegt dem physikalisch-chemischen Naturgesetz folgt, den Konzentrationsunterschied ausgleichen möchte und die Zelle daher in großer Menge verläßt. Dadurch kommt es zu einer (elektrisch gesehen) gegenläufigen Aktion: Positiv geladenes Natrium betritt die Zelle, gleichzeitig verläßt aber ebenfalls positiv geladenes Kalium die Zelle, sodaß sich der Spannungsanstieg durch den Natrium-Einstrom wieder abschwächt.

Blieben beide Kanäle dauernd offen würde es im Laufe der Zeit zum vollständigen Ausgleich der Natrium- und Kalium-Konzentrationen kommen, was die Zelle mit ihrem Leben bezahlen müßte. Daher ist dieser Spannungsabfall im Rahmen des Aktionspotentials nur vorübergehend und nur äußerst kurz, denn schon unmittelbar nach der plötzlichen Öffnung der schnellen Natrium- und Kalium-Kanäle schließen sich diese Poren wieder.

Wenn sie sich wieder geschlossen haben hat sich der Spannungsunterschied schon weitestgehend wieder ausgeglichen, aber dennoch sind die Verteilungsverhältnisse der Natrium- und Kalium-Ionen noch immer unterschiedlich: Innerhalb der Zelle befindet sich nun abnorm viel Natrium und abnorm weniger Kalium.

Das bemerkt natürlich auch die Zelle, weshalb nun in der Folge die oben schon beschriebene Natrium-Kalium-Pumpe in Betrieb geht und so lange arbeitet, bis das Konzentrationsgefälle zwischen beiden Ionen auf beiden Seiten der Zellmembran wieder hergestellt ist. Sie haben eine schematische Darstellung die Vorgänge im Zusammenhang mit der Natrium-Kalium-Pumpe in Film 32 schon gesehen.

Das Ganze funktioniert also ebenso wie das Abfeuern einer Pistole (Film 34):

Film 34 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Sie ziehen den Abzug der Kanone langsam durch und äußerlich passiert nichts. Erst dann, wenn Sie den Druckpunkt (so nennt man den Schwellendruck bei der Pistole) erreicht und überschritten hat wird der Schuß abgefeuert.

An den Herzmuskelzellen ist das ebenso: Durch die Spontandepolarisation nimmt die Membranspannung langsam ab und wenn dann der Schwellenwert erreicht ist wird das Aktionspotential gebildet. Und „Aktionspotential“ bedeutet in der praktisch-konkreten Arbeitsweise „Impuls“. Das wiederum bedeutet, daß die Herzmuskelzellen beim Erreichen des Schwellenwertes einen elektrischen Impuls bilden.

Würde man den Verlauf des Membranpotentials einer Herzmuskelzelle mit einem elektrischen Gerät messen dann würde man eine Kurve erhalten, wie Sie sie in Abb. 97 sehen:

Abb. 97

Betrachten Sie die blaue Kurve und sehen Sie zunächst auf den Teil der Kurve, an der sie links die rote Linie mit der Bezeichnung „Schwellenpotential“ schneidet. Zu diesem Zeitpunkt beginnt das Aktionspotential der Zelle, d.h. sie feuert einen Impuls ab. Diesen Teil des Membranpotential bezeichnet man mit „Depolarisation“.

Auf dem Gipfel der Depolarisation schließen sich die schnellen Natrium-Kanäle und die schnellen Kalium-Kanäle öffnen sich. Hierdurch kommt es zur Normalisierung der Membranspannung, d.h. sie fällt wieder ab. Man nennt diesen Vorgang „Repolarisation“.

Weil die Kalium-Kanäle etwas länger offen bleiben als es eigentlich nötig wäre und noch zahlreiche andere elektrisch geladenen Teilchen hektisch versuchen, die Membranspannung wieder zu normalisieren geschieht etwas zu Viel des Guten und die Membranspannung fällt für einen kurzen Moment unter den normalen wert ab. Die Membran ist jetzt sozusagen übermäßig negativ geladen, was man als „Hyperpolarisation“ bezeichnet.

Erst in der Folge beginnt die Natrium-Kalium-Pumpe zu arbeiten und versucht, innerhalb der Zelle die normalen Konzentrationen und Mengenverhältnisse von Natrium und Kalium herzustellen.

Bei allen Zellen außer den Herzmuskelzellen würde das Membranpotential jetzt stabil sein und in Form einer horizontalen Linie verlaufen. Aber die Herzmuskelzellen haben, ich sagte es schon, ein kleines Leck, das zur Folge hat, daß sich Natrium und Kalium inner- und außerhalb der Zelle langsam miteinander vermischen, sodaß das Membranpotential langsam abfällt. Diese Phase wird mit „Spontanrepolarisation“ bezeichnet. Und wenn im Verlaufe dieser Spontanrepolarisation nun der Schwellenwert erreicht ist wird das nächste Aktionspotential gebildet und damit der nächste Impuls abgefeuert.

So funktioniert das und diese Spontanrepolarisation in Kombination mit dem Schwellenwert ist der Grund dafür, weshalb es im Herzen zur regelmäßigen Bildung elektrischer Impulse kommt, denen das Herz dann zu folgen hat.

Nun haben Sie wahrscheinlich die subtile Feinheit meiner vorherigen Beschreibung bemerkt, indem ich nämlich gesagt habe, daß alle Herzmuskelzellen zur Bildung solcher regelmäßigen Impulse fähig sind.

Frage: Warum tun sie es dann nicht?

Antwort: Weil dann Chaos ausbrechen würde.

Sie kennen das aus gut organisierten Firmen oder Geschäften (und natürlich auch aus der Politik): Einer, nämlich der Chef hat den Hut auf. Er ist derjenige, der allen anderen sagt, was zu tun ist. Täte er das nicht würde Anarchie herrschen, weil jeder macht, was er will und das wäre für die Firma, das Geschäft und natürlich auch für ein Land nicht gerade der Idealfall. Daher verhält sich das elektrische System des Herzens ebenso: Der Sinusknoten ist der Chef und alle anderen halten sich ans Programm.

Nächste Frage: Warum hat der Sinusknoten den Hut auf und darf allen anderen vorschreiben, wie schnell und wann sie zu schlagen haben?

Die Antwort darauf hat etwas mit der Größe der Lecks in der Zellmembran zu tun. Der Sinusknoten hat das größte, die Arbeitsmuskelzellen der Herzkammern das kleinste Leck. Und das hat die folgende Auswirkung:

Die Größe des Lecks bestimmt nämlich die Geschwindigkeit der Spontandepolarisation. Ist das Leck groß verläuft diese Phase des Membranpotentials schnell, weil die Mischung der inner- und außerhalb der Zellmembran gelegenen Ionen schneller erfolgt und daher die spontane Entladung der Zelle schneller ginge. Ist das Leck kleiner erfolgt die Mischung der Ionen langsamer und auch die Spontandepolarisation würde langsamer verlaufen.

Verläuft die Spontandepolarisation langsamer wird auch der Schwellenwert später erreicht, verläuft sie schneller wird der Schwellenwert entsprechend früher erreicht. Und sie erinnern sich: Erst wenn der Schwellenwert erreicht ist feuert die Zelle ihren Impuls ab.

Auf Deutsch bedeutet dies, daß der Sinusknoten seine Impulse am schnellsten bildet und diese schon zu einem Zeitpunkt abfeuert, wenn alle weiter unten im Herzen gelegenen Muskelzellen gerade noch damit beschäftigt sind, den Schwellenwert überhaupt zu erreichen.

Für diesen Vorgang gibt es ein praktisches lebensnahes Beispiels, nämlich Kinder am Strand (Abb. 98):

Abb. 98

Sie bauen dort naturgesetzartig Sandburgen direkt an der Wasserkante. Wenn die Flut kommt wird diese Sandburg natürlich überspült und zerstört; die ganze Arbeit ist damit perdue. Was die Jungs aber keinesfalls daran hindert, am nächsten Tag dieselbe Sandburg an derselben Stelle aufzubauen. So ähnlich ist das auch mit dem Sinusknoten und den anderen Erregungsbildungszentren:

Während die (wegen langsamerer Spontandepolarisation) nämlich noch dabei sind, ihre eigene Impulsbildung vorzubereiten (d.h. die Sandburg zu bauen) ist der Sinusknoten längst fertig (die Flut kommt). Der Impuls des Sinusknotens „löscht“ die untergeordneten Zentren, die fangen mit ihrer Spontandepolarisation wieder von vorne an, werden vor Fertigstellung ihres eigenen Impulses aber wieder vorzeitig von der nächsten Sinusknotenaktion erwischt. Und so weiter und so weiter. Nicht sehr schlau, werden sie jetzt sagen: Jahrein und jahraus immer wieder neu mit der Arbeit anzufangen, um dann doch wieder vom Sinusknoten überrannt zu werden. Richtig, wirklich nicht sehr schlau, aber der Herzmuskel wird fürs Arbeiten gebraucht; für schlaues Verhalten ist das Gehirn zuständig.

So und nun betrachten Sie einmal die Abb. 99:

Abb. 99: Membranpotentiale verschiedener Zellen des Erregungsbildungs- und -leitungssystems des Herzens.

Sie sehen hier die Membranpotentiale von Herzmuskelzellen aus verschiedenen Gegenden des Herzens. Der Sinusknoten liegt ganz oben im Herzen, der av-Knoten (ich erkläre ihn gleich noch) etwas tiefer und die „PURKINJE-Fasern“ sind am tiefsten gelegen, sie sind nämlich der Arbeitsmuskel des Herzens.

Sehen Sie die Aktionspotentiale? (Das sind die großen Zacken in den jeweiligen Kurven.) Dann achten Sie nun einmal auf die Phase der Spontandepolarisationen. Sie verläuft im Sinusknoten schneller als im av-Knoten und dort wiederum schneller als in den PURKINJE-Fasern. Genau dies ist der Grund dafür, warum der Sinusknoten den Takt des Herzens vorgibt: Er hat den Schwellenwert für die Auslösung des Aktionspotentials (rote Linie in Abb. 99) einfach am schnellsten erreicht.

Abb. 100

Der Sinusknoten ist also der normale Schrittmacher des Herzens (Abb. 100). Man bezeichnet ihn daher auch als „primäres Erregungsbildungszentrum“. Weil aber, wie gelesen, sämtliche Strukturen des Herzens (außen den bindegewebigen Bestandteilen (Herzbeutel, Herzklappen) ebenfalls Spontandepolarisationen ausbilden können sind sie ebenfalls mögliche Erregungsbildungszentren. Diese Erregungsbildungszentren teilt man nach der Geschwindigkeit ihrer Spontandepolarisation ein:

- Primäres Erregungsbildungszentrum: Sinusknoten

- sekundäres Erregungsbildungszentrum: av-Knoten

- tertiäres Erregungsbildungszentrum: HIS-Bündel, TAWARA-Schenkel, PURKINJE-Fasern und Arbeitsmyokard.

Unter normalen Umständen sind sekundäres und erst recht tertiäres Erregungsbildungszentrum nicht aktiv. Fällt der Sinusknoten aber aus dann wird das nächst schnellere Erregungsbildungszentrum (av-Knoten) aktiv, das dann aber entsprechend langsamer Impulse bildet. Fällt auch der av-Knoten aus dann arbeitet das Herz in dem sehr langsamen Takt des HIS-Bündels, der TAWARA-Schenkel oder der PURKINJE-Fasern. Sekundäres und tertiäre Erregungsbildungszentren sind also letztlich nicht aus Langeweile da, sondern aus Sicherheitsgründen, Plan B sozusagen: Fällt das primäre Zentrum aus wird das Sekundäre aktiv und fällt auch dieses aus das Tertiäre. Das klappt zwar nicht immer, aber oft wie Sie in einem eBook über Herzrhythmusstörungen lesen können.

Und wo wir gerade beim Thema „Herzrhythmusstörungen“ sind: Alle elektrisch arbeitsfähigen Teile des Herzens, also av-Knoten oder die Arbeitsmuskeln der Herzkammern können unter krankhaften Umständen selbstständig aktiv werden. Sie können also unabhängig vom Sinusknoten Impulse bilden, die dem Rhythmus des Sinusknoten dann dazwischen funken. Auch in diesen Fällen entstehen Herzrhythmusstörungen, auf die ich aber hier nicht näher eingehen möchte, denn in dieser Broschüre, die Sie gerade lesen geht es um den Normalfall.

Also, wie schon mehrfach erwähnt ist der Sinusknoten das primäre Erregungsbildungszentrum des Herzens. Von hier aus breiten sich seine elektrischen Impulse weiter aus (Abb. 101).

Abb. 101

Weil der Sinusknoten in der rechten Vorkammer gelegen ist erfolgt diese Ausbreitung daher logischerweise zunächst in den Wänden der Vorkammern. Auf ihrem Weg in die weiteren Tiefen des Herzens gelangen die Impulse nach der Ausbreitung über die Vorhöfe zwangsläufig an die Grenze der Vor- und der Hauptkammern. Diese Grenze ist nun, elektrisch gesehen absolut dicht. Da geht kein Impuls hinüber. Es gibt nur 1 Stelle, an der dieser Übertritt möglich ist: Der av-Knoten.

Warum kompliziert, werden Sie nun möglicherweise fragen, wenn´s auch einfacher ginge?

Film 35 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Stellen Sie sich einmal vor, die elektrischen Impulse des Sinusknotens würden in den av-Knoten eindringen und sich von dort aus wellenförmig (so wie die Funkwellen eines Radiosenders) über die Muskulatur der Herzkammern ausbreiten (Film 35). Die Konsequenz wäre, daß sich auch der elektrisch erregte Herzmuskel wellenförmige zusammenzöge. Das Ganze sähe dann wahrscheinlich so aus wie die Bewegungen einer Qualle (Film 36, aufgenommen von den Profis im Berliner Zoo).

Film 36 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Tut es aber nicht, denn das Herz bewegt sich in Wahrheit mit einer sehr speziellen Weise und das aus dem folgenden Grund:

Die Hauptkammern des Herzens, aus denen das Blut in den Körper bzw. die Lungen ausgepumpt wird sind letztlich ein Sack, der am Ende seiner Füllung prall mit Blut gefüllt ist. Um soviel Blut wie möglich aus diesem Sack auszupumpen vollzieht sich der Auspumpvorgang in Gestalt einer gleichzeitig schraubenden und zusammenpressenden Bewegung. Dies ist sehr viel günstiger als ein einfaches Zusammenpressen der Kammer. Vorstellen kann man sich dies wie einen nassen Aufnehmer, aus dem Sie das Wasser herauspressen möchten: Natürlich könnten Sie diesen Aufnehmer einfach zusammenpressen; effektiver ist es aber, wenn Sie ihn mit einer drehenden und zugleich zusammenpressenden Bewegung auswringen. So ist es auch am Herzen.

Ein Herzchirurg kann diese spezielle Bewegung des Herzens sehen, wenn er das schlagende Herz betrachtet (Film 37).

Film 37 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Diese ganz spezielle Wringbewegung kann nur dann entstehen, wenn die verschiedenen Teile der Herzkammer, d.i. die Vorder-, Hinter-, Seitenwand, die Trennwand zwischen den beiden Herzkammer (Kammerseptum) und die Herzspitze in einer bestimmten Reihenfolge elektrisch erregt werde: Zuerst das Septum und dann die Herzspitze. Von hier aus breitet sich die Erregung nach oben hin aus, nach rechts etwas schneller als nach links und über die Vorderwand bis in die Seiten- und Hinterwand (Film 38).

Film 38 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Sie werden mich nun fragen, was denn diese spezielle Bewegung des Herzens mit dem av-Knoten zu tun hat. Ganz einfach: Der av-Knoten ist nämlich der Ausgangspunkt für eine gezielte und gesteuerte Ausbreitung des elektrischen Impulses in den Herzkammern. Ich sagte es Ihnen ja gerade schon:

Um die spezielle Drehbewegung des Herzens hinzubekommen müssen bestimmte Teile der Kammerwand in einer ganz bestimmten Reihenfolge aktiviert werden. Das wird dadurch erreicht, daß vom av-Knoten Leitungsbahnen ausgehen, die in einer bestimmten Art und Weise durch die Herzkammern verlaufen (Abb. 102).

Abb. 102

Man nennt diese Leitungsbahnen nach ihren jeweiligen Erfindern und Sie haben am Anfang des Kapitels schon etwas darüber gelesen:

- HIS-Bündel: entspringt aus dem av-Knoten, verläuft in der Trennwand zwischen rechter und linker Hauptkammer und ist nur wenige Millimeter lang. Teilt sich dann auf in

- 2 TAWARA-Schenkel. Einer dieser Schenkel zieht in den linken Teil der Herzkammer, wo er sich in eine vordere (linksanteriorer Schenkel) und eine hintere (linksposteriorer Schenkel) Leitungsbahn aufteilt. Der rechte TAWARA-Schenkel teilt sich zunächst nicht weiter auf und läuft in die Muskulatur der rechten Herzkammer. Am Ende ihres Verlaufes teilen sich die TAWARA-Schenkel in immer kleiner werdende Bahnen auf, die man

- PURKINJE-Fasern nennt. Diese PURKINJE-Fasern sind am Ende ihrer Verzweigungen so fein, daß jede Herzmuskelzelle von einer einzelnen Faser erreicht wird.

Sie kennen nun alle Beteiligten des elektrischen Systems des Herzens und können nun verstehen, warum der elektrische Impuls des Sinusknoten in einer etwas sonderbaren Weise durch das Herz läuft, wie dies in Film 39 gezeigt wird.

Film 39 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Ich darf kurz zusammenfassen:

- Alle Zellen des Herzens (außer den bindegewebigen Strukturen des Herzbeutels, der Herzklappen und des Verbindungsstücks zwischen Vor- und Hauptkammern) sind elektrisch aktiv.

- Alle elektrischen Strukturen des Herzens außer dem Sinusknoten haben die Aufgabe, die Impuls weiterzuleiten, weshalb man alle diese Strukturen als „Erregungsleitungsstrukturen“ bezeichnet, während der Sinusknoten normalerweise das „Erregungsbildungszentrum“ des Herzens ist.

- Es gibt primäre, sekundäre und tertiäre Erregungsbildungszentren. Sie bilden elektrische Impulse mit verschiedenen Geschwindigkeiten: Im Sinusknoten erfolgt die Erregungsbildung normalerweise 60 - 80mal pro Minute, im av-Knoten 40 - 60mal pro Minute und die Arbeitsmuskulatur 20 - 40mal pro Minute.

- Weil der Sinusknoten am schnellsten mit seiner Impulsbildung fertig ist „überspielt“ er alle anderen Erregungsbildungszentren.

- Die Ausbreitung der elektrischen Impulse über das Herz hat den Zweck, eine spezielle Schraub-Drehbewegung der Herzkammern zu bewirken, die wiederum für die effektive Pumpleistung der Kammern wichtig ist.

Sie kennen nun auch die elektrischen Vorgänge, die ein Herz zum Schlagen bringt. Aber das, was Sie bisher gelesen haben ist die Arbeitsweise des Herzens „im Leerlauf“. Das Herz muß jedoch auf die verschiedenen Situationen, die ein menschliches Leben so mit sich bringt reagieren. Es muß in körperlicher Ruhe anders als unter Belastung arbeiten, bei Aufregung anders als in streßfreien Momenten und bei Wärme anders als bei Kälte. Das bedeutet, daß es irgendjemanden oder irgendetwas geben muß, der oder das dem Herzen sagt, was es unter welchen Umständen zu tun hat. Ob es Vollgas fahren muß oder im Leerlauf arbeiten kann.

Diese Steuerung der Herzfunktion ist kompliziert, denn sie beinhaltet viele Dinge, die in einer äußerst komplexen Weise miteinander in Verbindung stehen. Hauptsächlich beteiligt sind an dieser Aufgabe das Gehirn, die Nieren und zahlreiche Hormone, die an den verschiedenen Stellen des Körpers und in verschiedenen Organen gebildet werden. Ich gehe darauf in dem Kapitel über die „Kreislauffunktion“ noch etwas genauer ein. In diesem Kapitel, in dem wir uns ja mit der Anatomie des Herzens beschäftigen möchte ich daher als nächstes die Nervenversorgung des Herzens besprechen.

Herznerven

Das Herz muß die Möglichkeit haben, auf verschiedene Situationen des Lebens zu reagieren. Es muß beispielsweise

- während des Schlafs langsamer schlagen (um Energie zu sparen),

- beim Marathonlauf maximal schnell schlagen (damit alle Muskeln mit ausreichenden Mengen Blut versorgt werden) und

- beim Auftreten eines Polizisten („Guten Tag, Wachtmeister Klawuttke. Allgemeine Verkehrskontrolle, die Papiere bitte!“) schnell und kräftig zu schlagen (um den Körper schon mal vorsorglich auf Ärger und Flucht einzustellen).

Ein großer Teil dieser Aufgaben wird durch bestimmte Hormone erledigt, ein anderer großer Teil aber durch die sogenannten Herznerven.

Sie haben verschiedene Aufgaben:

- Sie können die Impulsbildung im Sinusknoten beschleunigen oder verlangsamen,

- sie können die Leitungsgeschwindigkeit des av-Knoten beschleunigen oder verlangsamen oder

- sie können die Kraft, mit der der Herzmuskel schlagen soll steigern oder abschwächen.

Nervlich versorgt wird das Herz mit Hilfe des autonomen Nervensystems. Das autonome (oder auch „vegetative“) Nervensystem ist für die automatische Steuerung bestimmter Funktionen des Körpers zuständig, die man nicht willkürlich beeinflussen kann. Die Körpertemperatur kann man beispielsweise nicht willentlich beeinflussen; sie wird vom Körper automatisch geregelt und konstant gehalten. Auch den Herzschlag kann man nicht bewußt beeinflussen, denn er wird aufgrund zahlreicher Faktoren automatisch geregelt. Für solche Automatismen ist das vegetative Nervensystem zuständig.

Für viele solcher Funktionen gibt es im Gehirn „Steuerzentren“. Die Körpertemperatur wird beispielsweise in einem Wärmeregularisationszentrum gesteuert, andere Zentren gibt es für alle Funktionen des Kreislaufs, der Atmung, für die Steuerung des Wasser- und Salzhaushaltes des Körpers oder für das Eßverhalten (Abb. 103).

Abb. 103

In solchen Zentren laufen Informationen über den aktuellen Zustand des Körpers ein (z.B. über die Höhe des Blutdrucks), das Hirnzentrum verarbeitet diese Informationen und gibt dem Körper dann das Ergebnis seiner Informationsarbeit bekannt. Ist der Blutdruck beispielsweise zu niedrig erfolgt der Befehl an Herz und Gefäße: „Nicht einschlafen Jungs! Herz: Schlag schneller! Schlagadern: Verengt euch mal ein bißchen!“). Ich gehe im Kapitel über die Kreislauffunktion noch genauer darauf ein. An dieser Stelle zunächst die Anatomie.

Das autonome Nervensystem besteht im wesentlichen aus 2 Bestandteilen: Dem sympathischen und dem parasympathischen Nervensystem. Vereinfacht gesagt treibt der sympathische Teil das Herz an, während der Parasympathicus eine eher bremsende Funktion hat. Sehen wir uns zunächst das sympathische System an:

In den Kreislaufzentren des Gehirns befinden sich Nervenzellen, deren lange Ausläufer durch das verlängerte Rückenmark (Medulla oblongata) ins Rückenmark gelangen. Hier verlaufen Sie bis in das Rückenmark des Brustkorbes und werden hier auf eine andere Nervenzelle verschaltet. Eine solche Verbindungsstelle zwischen 2 Nervenzellen nennt man „Synapse“:

Abb. 104

Am Ende der Nervenfaser (Abb. 104), die aus dem Kreislaufzentrum kommt befindet am Ende eine Art Kolben. Innerhalb dieses Kolbens befinden sich sog. Übertragungssubstanzen (Neurotransmitter), die in kleinen Bläschen eingeschlossen sind.

Erreicht der elektrische Impuls aus dem Kreislaufzentrum nun das Ende seiner Faser und gelangt er in den Kolben dieser Nervenzelle werden die Übertragungssubstanzen aus den Bläschen freigesetzt (Film 40).

Film 40 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Die Neurotransmitter gelangen nun in den synaptischen Spalt und erreichen auf der Oberfläche der benachbarten Nervenzelle sog. „Rezeptoren“. „Rezeptoren“ sind Eiweiße, die in die Membran von Zellen eingebaut sind und die wegen ihrer speziellen Form nur auf bestimmte andere Moleküle reagieren, die sich ihnen anlagern können. Im Fall einer Nervenzellen-Synapse bewirkt die Anlagerung der Neurotransmitter an die Rezeptoren eine elektrische Erregung der Nervenzelle. Auf diese Weise wird der elektrische Impuls der einen Nervenzelle an die nächste weiter gegeben.

Abb. 105

Also: Der elektrische Impuls aus dem Kreislaufzentrum erreicht über das Rückenmark das Rückenmark in der Brustwirbelsäule (rote Linie in Abb. 105) und wird hier mit einer Synapse auf eine 2. Nervenzelle umgeschaltet. Der Ausläufer dieser 2. Nervenzelle (türkis in Abb. 105) verläßt das Rückenmark und gelangt in das „sympathische Nervensystem“.

Dies ist ein Bündel von sympathischen Nervenfasern, das parallel zur Wirbelsäule von der Brust bis in den Bauch hinein läuft. Man nennt dieses Gebilde den sogenannten „Grenzstrang[6]“ (Abb. 106).

Abb. 106

Im Grenzstrang wird der elektrische Impuls auf eine weitere Nervenzelle umgeschaltet, deren Zellkörper sich an einer bestimmten Stelle zusammenballen. Diese geballten Zellkörper nennt man „Ganglien“ und es gibt im Verlauf des Grenzstrang mehrere davon. Zuständig für das Herz ist dabei die Halsganglien (Abb. 107).

Abb. 107

Die Ausläufer der Nervenzellen, auf die die elektrischen Impulse umgeschaltet werden ziehen vom Grenzstrang aus in Richtung des Herzens.

Abb. 108

Hier fließen die Nerven-“Fäden“ zu 2 feinen Netzwerken zusammen (Plexus cardialis) (Abb. 108), die sich unter dem Bogen der Aorta („oberer Plexus“) und zwischen Aortenbogen und Luftröhre („tiefer Plexus“) befinden.

Von diesen beiden Netzwerken strahlen die Nervenfasern dann in Richtung auf das Herz aus und versorgen hier die verschiedenen Strukturen des Herzens (vor allem den Sinus- und den av-Knoten) mit Informationen darüber, wie sie arbeiten sollen (Abb. 109).

Abb. 109

Vereinfacht gesagt treibt das sympathische Nervensystem das Herz an: Es schlägt schneller, die elektrischen Impulse sausen schneller durch die Leitungsbahnen und den av-Knoten und die Herzmuskelfasern ziehen sich kräftiger zusammen.

Das parasympathische Nervensystem hingegen arbeitet genau gegenteilig: Es verlangsamt das Herz, die elektrischen Impulse laufen langsamer durch av-Knoten und Leitungsbahnen und die Herzmuskelfasern ziehen sich etwas müder zusammen. (Wie das Ganze funktioniert erfahren Sie später im Kapitel „Kreislauffunktion“.

Das parasympathische Nervensystem arbeitet nicht nur anders als das Sympathische, sondern es ist auch anders aufgebaut:

Anders als das sympathische System, das über das Rückenmark läuft und hier von verschiedenen Ebenen aus das Herz mit zahlreichen Nervenfasern erreicht wird das Herz parasympathisch nur über 1 Nerven versorgt. Es handelt sich dabei um den 10. Hirnnerven, den Nervus vagus (der aber zusätzliche noch für viele andere Organe des Kopfes, des Halses, des Brust- und Bauchraums zuständig ist).

Der Vagus entspringt im Hirnstamm aus einer Gegend, in der sich auch die verschiedenen Funktionszentren (Kreislauf-, Atmungs-, Ernährungs-, Wasserhaushalts- oder Temperaturzentrum usw.) befinden. Von hier aus zieht er zur Schädelbasis, die er durch eine bestimmte Öffnung verläßt.

Er gelangt dann in die Nähe der großen Hals-Blutgefäße und zieht mit diesen zusammen abwärts, bis er die Hauptschlagader (Aorta) erreicht). Hier vereinigen sich Fasern des Vagus mit den Fasern des sympathischen System in den beiden Nerven-Netzwerken (Plexus cardialis), von wo aus wiederum feine Endausläufer den Sinus- und av-Knoten des Herzens versorgen.

Als Besonderheit für die Versorgung des Herzens durch den Nervus vagus ist, daß der rechte N. vagus fast ausschließlich den Sinusknoten und der linke fast ausschließlich den av-Knoten versorgt; die einzelnen Herzmuskelfasern werden durch das parasympathische Nervensystem nicht beeinflußt (im Gegensatz zum Sympathicus).

Der N. vagus verlangsamt den Herzschlag und schwächt die Herzkraft ab, während der Sympathicus den Herzschlag beschleunigt und die Herzkraft steigert.

Auf diese Weise ist es dem Herzen möglich, auf die unterschiedlichen Bedürfnisse jeder Situation in der richtigen Weise zu reagieren; ist aus welchen Gründen beispielsweise der Blutdruck zu hoch dann wird der Vagus aktiviert, der die Herzkraft abschwächt und den Herzschlag verlangsamt, sodaß der Blutdruck wieder in den gewünschten Normalbereich abfällt. Ist der Mensch (ebenso wie der Hund, der Walfisch oder das Pferd) in Gefahr muß der Körper in „Kampfbereitschaft“ versetzt werden: Der Blutdruck steigt und die Herzfrequenz nimmt zu. Bei diesen Regelungen spielt das Nervensystem eine wichtige, aber natürlich nicht die alleinige Rolle, denn auch bestimmte Hormone und eigene Reaktionen des Herzens sind hier beteiligt, ich gehe im Kapitel „Kreislauffunktion“ etwas genauer darauf ein.

Dieser gesamte Regelmechanismus kann natürlich durch verschiedene Krankheiten außer Kraft gesetzt oder derartig massiv gestört werden, daß er nicht mehr funktioniert und das System aus dem Ruder läuft. Aber so, wie ich ihn kurz beschrieben habe funktioniert er normalerweise.

Abb. 110

In der Abb. 110 sehen Sie das gesamte autonome Nervensystem noch einmal in der Übersicht.

So, jetzt kennen Sie fast alles, aus dem ein Herz so zusammen gesetzt ist: Den Herzmuskel, das elektrische System des Herzens und die Herznerven. Und nun denken Sie mal daran, was ich Ihnen früher im Kapitel „Stoffwechsel“ (Band 1) gesagt habe: „Wer arbeitet braucht auch Brot!“. Das bedeutet: Wer arbeitet muß auch ernährt werden und das gilt nicht nur für uns arbeitende Bevölkerung, die von Tag zu Tag in den Supermarkt gegen muß, um sich dort Brot und Wein zu kaufen. Auch die verschiedenen Bestandteile des Herzens brauchen Nahrung, d.h. Blut mit frischem Sauerstoff, Zucker, Eiweiß und Fetten. Und damit bin ich beim vorletzten Kapitel über die Anatomie: Den Herzkranzgefäßen.

Herzkranzgefäße

Logischerweise müssen alle Strukturen, aus denen ein Herz aufgebaut ist (also Herzmuskel, elektrisches System) mit sauerstoffreichem Blut versorgt werden. Hierfür sind die Herzkranzarterien (= Koronararterien) zuständig. Es gibt 2 dieser Herzkranzgefäße, die aber aus Gründen, die ich später erwähnen werde als 3 gezählt werden.

Die Herzkranzarterien unmittelbar über der Aortenklappe und verteilen sich von hier aus über die Oberfläche des Herzens:

Abb. 111

Die rechte Herzkranzarterie verläuft auf der rechten (Hinter-) Seite des Herzens, der R. interventicularis anterior (= RIVA) auf der Vorder- und der R. circumflexus (RCx) auf der Seitenwand des Herzens (Abb. 111).

Jede dieser Koronararterien gibt in seinem Verlauf dünne Nebenäste ab, die teilweise spezielle Namen tragen. Auf diese Weise teilt sich das Gefäß immer weiter auf und wird dabei immer dünner. Man kann mit der Wurzel eines Baumes vergleichen, die ja auch kräftig aus dem Stamm „entspringt“ und dann durch die Abgabe größerer und kleinerer Seitenwurzeln immer dünner wird. Am Ende der Verästelungen gehen die Arterien in die sog. Kapillaren über. Dies sind Gefäßchen, die so hauchdünn sind, daß ein rotes Blutkörperchen soeben durchpaßt (Abb. 112 und Abb. 113).

Abb. 112

Abb. 113

Am Ende wird jede einzelne Herzmuskelfaser von mehreren solcher Kapillaren erreicht und umschlossen. Der Grund dafür ist, daß auf diese Weise die Nährstoffe, die ja mit den Schlagadern antransportiert werden nur eine winzige Wegstrecke bis zur Zellmembran und damit zum Zellinneren zurück legen müssen.

Gehen wir die Adern mal einzeln durch:

Rechte Koronararterie

Die rechte Koronararterie (RCA, Abb. 114) entspringt von der rechten Seite der Hauptschlagader (Aorta) knapp oberhalb der Aortenklappe. Von hier aus verläuft sie an der Rückseite des Herzens an der Grenze zwischen den Vor- und den Hauptkammern.

Abb. 114

Auf ihrem Weg gibt sie Nebenadern ab, die den Sinusknoten (siehe Kapitel „Elektrisches System“), die rechte Vor- und Hauptkammer (rechte Hauptkammer = rechter Ventrikel = RV) mit Blut versorgen (Sinusknoten-Arterie, rechtsmarginaler Ast, RV-Ast).

An einer zentralen Stelle, der sog. Crux teilt sich die rechte Koronararterie auf in den R. interventricularis posterior (RIVP) und den R. circumflexus auf. Diese beiden Endäste sind zuständig für die Blutversorgung der Rück- und der hinteren Seitenwand der linken Herzkammer (= linker Ventrikel = LV). Als Besonderheit müssen Sie jetzt noch wissen, daß einer dieser Äste (der R. circumflexus) auch den av-Knoten (siehe Kapitel „Elektrisches System“) (siehe Abb. 114) mit Blut versorgt. Dadurch hat diese Kranzarterie eine enorme Bedeutung für die Funktion des elektrischen Betriebssystems des Herzens und dies erklärt, warum Hinterwandinfarkte (bei denen sich die rechte Koronararterie akut verschließt) so gefährlich sind: Sie versorgen zwar nur einen relativ kleinen Anteil des Herzmuskels, dafür aber die zentralen Anteile des elektrischen Systems, das dadurch ganz empfindlich gestört werden kann.

Welche Teile die rechte Herzkranzarterie versorgt können Sie in Abb. 115 sehen:

Abb.- 115

Hier sehen von oben in ein quer durchgeschnittenes Herz. Das runde Gebilde mit der dicken Wand oben im Bild ist die linke Herzkammer (LV), das ovale Gebilde rechts unten der rechte Ventrikel (RV). In rot ist in Abb. 115 das Versorgungsgebiet der RCA eingezeichnet.

Und damit Sie eine Vorstellung davon bekommen, wie das Blut durch diese Arterie fließt sehen Sie in Film 41 eine Darstellung der RCA im Rahmen einer Koronarographie, bei der Kontrastmittel in die Arterie eingespritzt wird und diese Kontrastmittelfüllung mittels eines Röntgenfilms betrachtet werden kann.

Film 41 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Linke Koronararterie

Die linke Koronararterie (LCA) entspringt kurz oberhalb der Aortenklappe nach links aus der Aorta (Abb. 116).

Abb. 116

Abb. 117

Nach dem Abgang aus der Aorta teilt sie in 2 Äste auf:

Den RIVA und den R. circumflexus (sprich: Ramus zikumflexus). Das kurze Gefäßstück zwischen dem Ursprung der LCA und ihrer Aufteilung nennt man den „Stamm der linken Koronararterie“ oder den „Hauptstamm“. Dieser Hauptstamm ist für die Blutversorgung des Herzens von extremer Bedeutung, denn wenn dieses Gefäßstück erkrankt ist nicht nur die Blutversorgung eines Gefäßes, sondern gleich zweier Gefäße gefährdet und wenn sich der Hauptstamm verschließt entsteht als Folge ein Herzinfarkt, der so gigantisch groß ist, daß man ihn aller Wahrscheinlichkeit nicht überleben kann (auch wenn es vor den Augen eines Kardiologen geschieht)! Die Länge dieses Stamms ist sehr variabel und kann von wenigen Millimetern bis zu 2.5 cm betragen. Am Ende teilt er sich auf in RIVA und R. circumflexus:

RIVA (= R. interventricularis)

Der R. interventricularis (im kardiologischen Alltags-“Deutsch“ wird er RIVA oder LAD (Abkürzung für die englische Bezeichnung „left anterior descending“ genannt) verläuft auf der Vorderseite des Herzens genau über der Trennwand zwischen der linken und der rechten Hauptkammer (= dem interventriculären Septum) bis zur Herzspitze. Weil er genau über dieser Trennwand verläuft nennt man ihn auch Ramus interventricularis (= zwischen den Kammern verlaufend).

Auf seinem Weg gibt der RIVA zahlreiche Nebengefäße und Äste ab. Eine Sorte dieser Nebenäste geht mehr oder weniger senkrecht in das Kammerseptum hinein. Diese Äste nennt man „Septaläste“ und sie sind in der Röntgendarstellung des RIVA so charakteristisch, daß man den RIVA an Ihnen erkennen und identifizieren kann (Abb. 118).

Abb. 118

Neben diesen Septalästen gibt der RIVA andere Nebenäste ab, die die vordere Seitenwand der linken Hauptkammer mit Blut versorgen. Man nennt diese Gefäße „Diagonaläste“ und man nummeriert sie einfach vom Anfang des Gefäßes (Abb. 119).

Abb. 119

Der 1. Diagonalast ist also derjenige, der im Verlauf des RIVA zuerst abgeht, der 2. Diagonalast der darauf folgende Ast usw...

Der RIVA ist ein sehr wichtiges Gefäß, weil er die größten Teile des Muskels der linken Hauptkammer mit Blut versorgt und diese Kammer wiederum ist für die Blutversorgung aller Organe unseres Körpers zuständig.

Im Gegensatz dazu ist der andere Ast der linken Koronararterie etwas unwichtiger (wobei es eigentlich Unsinn ist, von „wichtig“ und „weniger wichtig“ zu sprechen, wie Sie gleich lesen werden, wenn es um die Versorgungstypen des Herzens geht. Dieser andere Ast der LCA ist der

R. circumflexus

Er wird so genannt, weil er das Herz seitlich umgreift (circumflexus bedeutet auf lateinisch „umgreifend“).

Der RCx (so nennen Kardiologen dieses Gefäß) läuft links seitlich um das Herz herum, wobei er auf der Grenze zwischen den Haupt- und den Vorkammer liegt. Diese Grenze bezeichnet man als „Sulcus atrioventricularis“ (Mulde zwischen Vor- und Hauptkammern).

Auch der RCx gibt Nebenäste ab, die man als „Marginaläste“ bezeichnet. Diese Nebenäste sind für die Blutversorgung der hinteren Seitenwand der linken Hauptkammer zuständig.

Sehen Sie die linke Herzkranzarterie in Film 42 auch in der Darstellung einer Koronarographie.

Film 42 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Wer immer den Menschen gebaut hat: Er hat sich große Freiheiten erlaubt. Nicht nur daß jeder Mensch unverwechselbar in seinem Äußeren ist; auch die Herzkranzarterien sind nicht immer so gebaut, wie ich es Ihnen gerade beschrieben habe. Diese Variabilität kann zwar auch kapitale Ausmaße haben (z.B. indem alle 3 Adern nur 1 Ursprung haben), meistens gibt es aber nur kleinere Abweichungen, die aber im Krankheitsfall große Bedeutung haben können. So kann z.B. die kleine Arterie, die den Sinusknoten mit Blut versorgt ebenso aus der rechten Koronararterie als auch aus dem R. circumflexus entspringen. Ebenso kann es sich mit der av-Knoten-Arterie verhalten: Mal entspringt sie aus der RCA, mal aus dem R. circumflexus. Und in einigen Fällen werden die vordere und hintere Seitenwand der linken Hauptkammer nicht von den Diagonal- bzw. Marginalästen versorgt, sondern von einer ganz speziellen Arterie: Dem Ramus intermedius. Er entspringt aus dem Hauptstamm der linken Koronararterie und zwar genau aus der Gabel zwischen dem RIVA und dem R. circumflexus. Ist dieser Ramus intermedius kräftig angelegt dann sind Diagonal- und Marginaläste klein und dünn, ist der Intermedius-Ast aber selber dünn sind Diagonal- und Marginaläste größer.

Sie sehen, es herrscht große Vielfalt. Jede einzelne Herzmuskelzelle wird mit Blut versorgt, aber woher dieses Blut stammt (aus der LCA oder RCA) ist sehr unterschiedlich. Und man kann daraus sogar noch etwas lernen: Der- oder diejenige, die den Menschen geschaffen hat war sparsam. Nichts wird doppelt gebaut: Sind die Diagonal- und Marginaläste sehr groß kann der R. intermedius dafür klein ausgebildet sein.

Dieses Grundprinzip der Sparsamkeit kann man besonders deutlich beim

Versorgungstyp

beobachten:

Der Versorgungstyp beschreibt, welches Herzkranzgefäß für die überwiegende Versorgung der Herz-Hinterwand zuständig ist. Man unterscheidet 3 Typen:

- Rechtsversorgungstyp

- Linksversorgungstyp und den

- ausgewogenen Versorgungstyp.

Es ist ziemlich eindeutig festgelegt, wie diese verschiedenen Versorgungstypen definiert sind, obwohl die Kardiologen diese Einteilung eher nach Gefühl als nach Definition vornehmen, daher will ich auf Einzelheiten nicht genauer eingehen. Das Prinzip ist folgendermaßen:

Die Hinterwand des Herzens wird entweder von den Endausläufern des R. circumflexus oder der rechten Koronararterie mit Blut versorgt. Ist die rechte Arterien hauptsächlich verantwortlich spricht man vom Rechtsversorgungstyp, ist es die linke Koronararterie in Gestalt des RCx spricht man vom Linksversorgungstyp und sind schließlich beide Arterien mehr oder weniger gleich beteiligt spricht man von einem ausgewogenen Versorgungstyp. Die Abbildung (Abb. 120) wird dies glaube ich gut erklären können.

Abb. 120

Die Art des Versorgungstyps ist zwar, was die Funktion der Gefäße angeht völlig unerheblich, denn jede Muskelzelle wird mit Blut versorgt, gleichgültig um welchen Versorgungstyp es sich handelt. Der Versorgungstyp ist aber beispielsweise wichtig für die Abschätzung von Schäden, die bei einem Herzinfarkt durch den Verschluß eines Gefäßes entstehen werden:

Verschließt sich bei einem Rechtsversorgungstyp die RCA dann werden die Schäden an der Hinterwand des linken und am gesamten rechten Ventrikel kapital sein. Verschlösse sich in einem solchen Fall der R. circumflexus wären die Schäden eher moderat.

Umgekehrt: Verschlösse sich bei einem Linksversorgungstyp die RCA wäre der Schaden eher übersichtlich und nicht so gewaltig, verschließt sich beim Linksversorger aber der RCx dann wären die Schäden gravierend.

Und mit dieser Bedeutung einer der Herzkranzgefäße im Fall eines Infarktes, d.i. eines Gefäßverschlusses hängt auch die Antwort auf die Frage zusammen, warum denn es denn 3 Herzkranzgefäße, wo es doch im Normalfall nur 2 Öffnungen gibt:

Das hat etwas mit „anatomisch“ und funktionell“ zu tun:

Anatomisch gibt es nur 2 Arterien, nämlich die RCA und die LCA, die jeweils aus eigenen Öffnungen in der Aortenwand entspringen. Wenn man aber die vorhin schon erwähnten Schäden betrachtet, die bei einem Verschluß eines Gefäßes drohen dann ist der Schaden beim Verschluß der RCA (je nach Versorgungstyp) groß und derjenige beim Verschluß des RCx und des RIVA auch. Ein Verschluß des LCA-Hauptstamms hätte tödliche Folgen, ist aber insgesamt selten. Und daher spricht man von 3 Gefäßen und meint damit die RCA, den RIVA und den RCx. Im Falle einer Koronarerkrankung mit Verengungen bzw. Verschlüssen von Herzkranzgefäßen spricht man daher von 1-, 2- oder 3-Gefäß-Erkrankung jeweils mit oder ohne Stammbeteiligung, mit oder ohne RIVA-Beteiligung und bei Rechts- oder Linksversorgungstyp.

Dies sind letztlich aber Dinge, die den Rahmen dieser Broschüre sprengen würden und die für die Betrachtung des Normalfalls (über den wir hier ja gerade reden) unerheblich sind. Ich dachte nur, es könnte nicht schaden, wenn Sie´s schon mal gehört hätten.

So, und dann bleibt jetzt nur noch der letzte anatomische Teil des Herzens: Der Herzbeutel.

Herzbeutel

Der Herzbeutel (Perikard) ist eine Struktur aus dünnem, aber festem Bindegewebe (Abb. 121). Es umgibt das Herz wie ein Sack und besteht dabei aus einem äußeren und einem inneren Blatt. Das innere Blatt ist fest mit dem Herzen verwachsen, das äußere mit dem Zwerchfell (auf dem das Herz liegt) und dem Brustfell, der sog. Pleura.

Abb. 121

Im Inneren des Herzbeutels befindet sich eine kleine Menge einer klaren Flüssigkeit (10- 15 ml), die es ermöglicht, daß sich das Herz nahezu reibungsfrei innerhalb des Sacks bewegen, d.h. drehen kann.

Herz und Herzbeutel müssen Sie sich nicht vorstellen wie eine Einkaufstüte, in die Sie ihre eingekauften Waren hineinstopfen. Vielmehr ist der Herzbeutel an bestimmten Stellen fest mit dem Herzen verbunden. Stellen Sie sich das so vor wie eine Blume:

Die Blütenblätter sind fest mit dem Stengel verbunden und umgeben dabei das Innere der Blüte (Film 43).

Film 43 (Film nur in den elektronischen eBooks zu sehen)

Am Herzen gibt es natürlich keinen Stengel, aber dennoch ist der Herzbeutel an bestimmten Stellen befestigt, nämlich (Abb. 122) an den Eintrittsöffnungen der großen Venen und Schlagadern in die Herzkammern.

Abb. 122: rot: Schnittlinie des geöffneten Herzbeutels. grün: Befestigungsstellen des Herzbeutels

Der Zweck des Herzbeutels ist es, dem Herzen, das ja inmitten des Brustkorbes liegt eine möglich ungehinderte und freie Beweglichkeit zu ermöglichen. Weil der Herzbeutel zudem ein sehr festes Gebilde ist und er die Herzkammern straff umschließt soll er den Herzmuskel „in Form halten“ und verhindern, daß er sich (durch welche Funktionsstörung auch immer) übermäßig ausdehnen kann.

So, nun kennen Sie die einzelnen anatomischen Bestandteile des Herzens und wir können uns dem nächsten Thema widmen, nämlich der Funktion des Herzens und wie der Kreislauf reguliert wird. Lesen Sie hierzu Band 4.

1 Prominente amerikanische Raumschiff-Baureihe, mit deren Hilfe der Flug zum Mond gelang. Berühmte Ausnahme: Apollo 13 („Houston, wir haben ein Problem!“)

2 Eines der Eiweiße, das ermöglicht, daß sich eine Muskelzelle zusammenzieht

3 Anderes Eiweiße, das ermöglicht, daß sich eine Muskelzelle zusammenzieht

4 Weit verzweigtes Kanalsystem im Inneren einer Zelle, in dessen Hohlräumen und Wänden bestimmte chemische Vorgänge des Zellstoffwechsels stattfinden. Dient auch als Calcium-Speicher einer Zelle

5 Elektrische Spannung einer Zelle, die aktiviert wird

6 Nervenknötchen in der Nähe der Wirbelsäule

Table of Contents

Anatomie

Herzklappen

Herzmuskel

Elektrische System

Was geschieht elektrisch im Herzmuskel?

Herznerven

Herzkranzgefäße

Rechte Koronararterie

Linke Koronararterie

Versorgungstyp

Herzbeutel