Kreis-Läufer [1]: Organisation des Herz-Kreislauf-Systems, Wandbau der Gefäße und hilfreiche Vorrichtungen

Wie sind Blutgefäße aufgebaut? Was sind Venenklappen, was die Muskel-Venen-Pumpe? Und was hat der Windkessel mit dem Blutstrom zu tun?

Das Herz-Kreislaufsystem sichert das Überleben des Organismus, indem es den Stoffwechsel jeder einzelnen Körperzelle versorgt und die chemischen und physiologischen Eigenschaften der Körperflüssigkeiten aufrecht erhält. Zum einen transportiert das Blut Sauerstoff aus den Lungen zu den Zellen und Kohlendioxid in entgegengesetzter Richtung (vgl. Atmung). Zum anderen werden aus der Verdauung gewonnene Nährstoffe wie Fette, Zucker oder Eiweiße aus dem Verdauungstrakt in die einzelnen Gewebe transportiert, um dort je nach Bedarf verbraucht, weiterverarbeitet oder gespeichert zu werden. Die entstandenen Stoffwechsel- oder Abfallprodukte (zum Beispiel Harnstoff oder Harnsäure) werden dann in anderes Gewebe oder zu den Ausscheidungsorganen (Nieren und Dickdarm) transportiert. Außerdem verteilt das Blut auch Botenstoffe wie zum Beispiel Hormone, Zellen der Körperabwehr und Teile des Gerinnungssystems innerhalb des Körpers.
Nur das Blut, welches den Bindegeweben zugerechnet wird, kann so umfassende, lebenswichtige Aufnahmen übernehmen. Das Gefäßsystem aus arteriellen und venösen Gefäßen und den Kapillaren gelangt in jeden erdenklichen Winkel des Körpers. Was von Nutzen ist, kann aber auch schaden: Über den Blutweg (= hämatogen) verteilen sich Erreger und Krebsmetastasen schnell und ebenso effektiv im Körper.
Wir unterscheiden zwei Kreisläufe, die jedoch funktionell untrennbar miteinander verknüpft sind: Lungen- und Körperkreislauf.

Bei Wirbeltieren fließt das Blut immer durch ein geschlossenes Netz aus Blutgefäßen (geschlossener Kreislauf), das alle lebenden Zellen erreicht. Herz, Blutgefäße und Blut bilden dabei das sog. Herz-Kreislauf-System. Bei den gleichwarmen Tieren, den Vögeln und Säugetieren (und wir sind Säugetiere!), besteht das Herz aus zwei Vorhöfen und zwei Kammern, so dass eine vollständige Trennung von sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Blut besteht.

Bei den wechselwarmen Tieren, also Fischen, Amphibien und Reptilien (zu denen wir definitv nicht gehören, soweit ich weiß!), findet hingegen eine Vermischung von sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Blut im Herzen statt, weil nur eine oder zwei unvollständig getrennte Herzkammern vorliegen.

Zwei Kreisläufe

Die beiden Kreisläufe des Körpers sind funktionell unabdingbar miteinander verbunden!!!

Der Körperkreislauf

Der Körperkreislauf geht vom Herz (genauer: von der linken Kammer) über die Aorta in den Körper, wie der Name bereits andeutet. Die Aorta ist die Hauptschlagader des arteriellen Systems; von ihr zweigen zu allen erdenklichen Stellen des Körpers arterielle Gefäße ab, die Nährstoffe und Sauerstoff zu den Zellen bringen.

Damit aber nicht genug: An den Kapillaren, den Schnittstellen zwischen dem arteriellen und dem venösen System, werden die Nährstoffe und der Sauerstoff abgegeben und die Stoffwechselprodukte wie Kohlendioxid aufgenommen.

Diese gelangen dann im venösen System zurück zum Herz, wo sie über die obere und untere Hohlvene dem rechten Vorhof zugeleitet werden.

Eine Sonderstellung in diesem System bildet die Pfortader. Sie sammelt das Blut der Bauchorgane, welches zwar sauerstoffarm, aber nach der Aufnahme der Nährstoffe aus der Nahrung über die Darmwand nährstoffreich ist, und führt es weiter zur Leber. Dafür verästeln sich die Blutgefäße ein weiteres Mal.

Der Lungenkreislauf

Nachdem das Blut den rechten Vorhof erreicht und passiert hat, wird es aus der rechten Kammer in den Truncus pulmunalis, aus dem die Lungenarterien hervorgeehen, ausgeworfen und zur Lunge gepumpt. Dort wird Kohlendioxid abgegeben, der abgeatmet wird, und das Blut dann wieder mit Sauerstoff beladen, der über die Atemluft zur Lunge (genauer: in die Lungenbläschen, die Alveolen) gelangt ist. Die Lungenvenen bringen das sauerstoffreiche Blut zum linken Vorhof, und durch die linke Herzkammer gelangt es in den Körperkreislauf.

Siehe dazu diese Abbildung:

Herz: Blutfluss & Innenräume

Die Gefäße

Es gibt 2 verschiedene Gefäßtypen: Die Venen und die Arterien. Die Gesamtheit der Venen wird venöses System genannt; analog dazu sprechen wir bei den Arterien vom arteriellen System. Gesunde Blutgefäße haben glatte, bewegliche Wände. Nur so ist ein ungehinderter Blutfluss ohne Verwirbelungen gewährleistet. Die Kapillaren, feinste Haargefäße, bilden an der Schnittstelle beider Systeme ein Netz aus und verbinden diese so. Sie sind also weder arteriell noch venös, sondern sowohl als auch.

Gemeinsamer Wanddbau von Gefäßen

Bei allen Unterschieden haben Venen und Arterien (und Lymphgefäße ebenso) einen gemeinsamen Grundbauplan.
Alle größeren Gefäße sind prinzipiell dreischichtig:

1. Tunica interna (Tunica intima), kurz: Intima oder Interna: Besteht aus einer einzelnen Lage von Endothelzellen (zum Lumen hin) sowie darunter liegenden elastischen Bindegewebsfasern.
   Unabhängig von ihrem je nach Gefäßart unterschiedlichen Aufbau sind alle Gefäße aus dem Herz-Kreislauf-System mit einer einzelligen Lage von Endothelzellen ausgekleidet. Endothel ist ein spezielles Epithel der Blutgefäße.
2. Tunica media, kurz: Media: Eine (mehr oder weniger ausgeprägte) Gefäßmuskelschicht. Unterschieden werden die herznahen Arterien vom elastischen Typ (siehe Windkesselfunktion) und die eher herzfernen Arterien vom muskulären Typ. Auch hier finden wir elastisches (und kollagenes) Bindegewebe –  beim elastischen Typ mehr, beim muskulären Typ überwiegen die glatten Muskelfasern.
3. Tunica externa (Tunica adventitia), kurz: Adventitia. Das umgebende lockere Bindegewebe zur Verankerung und Einbettung des Blutgefäßes in seiner Umgebung. Bei größeren Gefäßen enthält es Vasa vasorum (wörtlich überzetzt: Gefäße der Gefäße), also feine Blutgefäße zur Versorgung der Gefäßwand. Bei kleineren Blutgefäßen erfolgt die Versorgung aus dem Lumen des Gefäßes selbst über Diffusion.

Arterien & Venen: Wandbau

Die kleinsten und feinsten Gefäße, die Kapillaren, bestehen ausschließlich aus Endothel. Nur so können dort Stoffe und Gase ausgetauscht werden.

Das arterielle System

Arterien transportieren das Blut pulsierend vom Herz weg zu den Organen und Geweben. Der am Hals und am Handgelenk besonders gut tastbare Puls entsteht während der sog. Systole: Der Druck ist dann am höchsten, wenn der Arterie gerade wieder eine neue Blutmenge zugeführt wird. (Aus diesem Grund heißen die Arterien auch Schlagadern.)

Arterien haben eine dickere Muskelschicht und sind elastischer als Venen, was sich durch den höheren Druck im arteriellen Teil des Kreislaufs erklärt. Herznah finden wir dabei vor allem Arterien vom elastischen Typ, herzfern (in der Peripherie) jene vom muskulären Typ. Vor allem die herzfernen Arterien (auch als Widerstandsgefäße bezeichnet) sind maßgeblich an der Aufrechterhaltung des Blutdrucks beteiligt, da sie durch Verengung ihres Durchmessers (die sog. Vasokonstriktion) den erforderlichen Blutdruck herstellen können.

Von der Aorta, der Hauptschlagader, gehen Arterien ab, die sich in immer kleinere Arteriolen aufzweigen und schließlich in den Kapillaren (Haargefäßen) münden. Dort gehen sie ins venöse System über.

Alle Gefäße, die vom Herz wegführen, werden Arterien genannt und führen i.d.R. sauerstoffreiches (= oxygeniertes) Blut. Einzige Ausnahme: Die Lungenarterien, die das Blut vom Herzen zur Lunge transportieren, führen sauerstoffarmes Blut.

Windkesselfunktion

Die großen, herznahen Arterien haben zudem noch eine Besonderheit: Die Windkesselfunktion. Sie sorgt trotz des pulsierenden Blutauswurfs aus der Kammer während der Diastole für einen kontinuierlichen Blutfluss und wird hier besprochen.

Das venöse System

Alle Gefäße, die zum Herz hinführen, werden Venen genannt. Sie transportieren Blut aus den Organen und Geweben zum Herzen und unterscheiden sich etwas von den Arterien: Ihre Wand ist generell etwas dünner und weniger elastisch, die Muskelschicht etwas weniger dick, und die Intima besitzt Venenklappen. Diese sichern den gerichteten Blutstrom herzwärts. Blut kann in Richtung des Herzens passieren, aber nicht wieder zurück in die Richtung, aus der es gekommen ist: Durch Druck durch das Blut oberhalb der Klappen schließen sich diese, und wie ein Ventil sorgen sie dafür, dass das Blut nicht wieder zurück fließt. [Vgl. obige Abbildung.]

Nahezu alle Venen führen sauerstoffarmes (= desoxygeniertes), aber kohlendioxidreiches Blut. Die einzige Ausnahme stellen die Lungenvenen dar: Sie transportieren sauerstoffreiches Blut, das kurz zuvor in der Lunge mit Sauerstoff beladen wurde. Vom Wandbau her handelt es sich bei diesen Gefäßen, die Blut zum Herzen hinführen, um Venen.

Nach den Kapillaren beginnt das venöse System mit kleineren Venen, den Venolen, die sich zu immer größeren Venen zusammenschließen. Die größten Venen des Körpers (und die vom Lumen her größten unseres Körpers) sind die obere und untere Hohlvene (Vena cava superior und inferior), die in den rechten Vorhof münden.

Da Venen prinzipiell eine dünnere Wand mit einer geringeren Muskelschicht haben, brauchen sie ein wenig “Hilfe”, um das Blut zum Herzen zu bringen. Man denke nur mal an die Venen vom Fuß aufwärts, die den venösen Rückfluss entgegen der Schwerkraft bewerkstelligen müssen.

Die Venenklappen haben wir bereits oben erwähnt. Hinzu kommt der Druck, der beim Auswurf von Blut entsteht, sowie die Sogwirkung bei der Befüllung der Herzvorhöfe. Ganz entscheidend aber ist die Muskelpumpe: Durch Kontraktion der Skelettmuskulatur verdickt sich diese etwas und drückt auf die Venen. [Siehe dazu die Abbildung oben.]
Ja, und dann haben die arteriellen Gefäße bei jeder Pulswelle einen ähnlichen Effekt: Da sie elastisch sind und sich der Druck des Blutauswurfes aus dem Herzen auf ihre Wand überträgt, “massieren” auch sie die Venen.
Dazu muss noch gesagt werden, dass Arterien und Venen immer benachbart durch die Körperregionen ziehen — nur dann klappt die “Massage”.

Venen: Venenklappen, Arterien-Venen-Pumpe, Muskel-Venen-Pumpe

Bei immobilen, bettlägrigen Patienten können wir ganz einfach bei der Körperwaschung diesen Effekt simulieren: Wir streichen die Beine herzwärts aus. Zusätzlich können wir bei der passiven Bewegung der Gliedmaßen, die im Rahmen der Kontrakturenprophylaxe durchgeführt werden, auch etwas dazu beitragen.

Achtung! Kontraindiziert bei der dekompensierten Herzinsuffizienz (die Vorlast wird erhöht), bei Schmerzen in den Beinen (Verdacht auf eine Phlebohrombose mit möglicher Lösung des Thrombus und nachfolgender Embolie) und ausgeprägten Varizen. (Ob die Vorlast sich nennenswert erhöht, kann bei Patienten auf der Intensivstation über den ZVD = zentralen Venendruck ermittelt werden.)

Kapillaren

Die Kapillaren, auch Haargefäße genannt, verbinden die Arteriolen und Venolen durch ein Netzwerk von mikroskopisch kleinen Gefäßen. Hier findet der Stoff- und Gasaustausch statt.

Verteilung des Blutes

In den Venen befindet sich immer etwa 75% des gesamten Körperblutes (Kapazitätsgefäße), ca. 20% in den Arterien (Druckgefäße) und nur etwa 5% in den Kapillaren.

Begriffe und Abkürzungen

Der von Natur aus schreibfaule Mediziner kürzt das Wort “Arterie” mit A. ab. Sind mehrere gemeint, so werden einfach zwei Buchstaben benutzt: Aa..
Für Venen gilt vergleichbares: V. für eine, Vv. für mehrere Venen.

Über den Begriff “Vas” stolpern wir immer mal wieder. Der meint nichts anderes als Gefäß. Mehrere von der Sorte heißen Vasa, was bitte nicht mit einer schwedischen Knäckebrot-Sorte in Verbindung zu bringen ist.