1 Anatomie und Physiologie des Herz-Kreislauf-Systems

Der menschliche Körper ist von zahlreichen Blutgefäßen durchzogen, die für den Bluttransport im Körper verantwortlich sind. Das Herz dient als Motor für einen kontinuierlichen Blutfluss. Man spricht auch vom Herz-Kreislauf-System ( ▶ Abb. 1.1). Dabei transportieren die Arterien das Blut bis in die Peripherie und die Venen anschließend zum Herzen zurück ▶ [3].

1.1 Das Herz

Das Herz ist ein muskuläres Hohlorgan und funktioniert im Blutkreislauf als eine Druck- und Saugpumpe. Sie besteht aus der innersten Schicht, dem Endokard, umhüllt von einer muskulären Schicht, dem Myokard, sowie dem Herzbeutel, bestehend aus dem Epi- und Perikard.

Die Herzscheidewand (Septum cardiale) trennt das Herz in eine rechte und linke Herzhälfte. Eine Herzhälfte besteht jeweils aus zwei Hohlräumen: einem Vorhof (Atrium) und einer Herzkammer (Ventrikel). Vorhof und Kammer werden durch Segelklappen getrennt, während Taschenklappen die Herzkammern von den großen abgehenden Gefäßen trennen. Die Funktion der Herzklappen ist die Gewährleistung eines gleichgerichteten Blutflusses. Der rechte Vorhof (Atrium cordis dextrum) wird von der rechten Kammer (Ventriculus cordis dextrum) durch eine dreiteilige Segelklappe (Trikuspidalklappe) und der linke Vorhof (Atrium cordis sinistrum) von der linken Kammer (Ventriculus cordis sinistrum) durch eine zweiteilige Segelklappe (Mitralklappe) getrennt. Die A. pulmonalis (Lungenarterie) wird von der rechten Herzkammer durch eine Taschenklappe (Pulmonalklappe) getrennt.

Die Blutversorgung des Herzens geschieht über zwei große Koronararterien, welche mit ihren Ästen das Herz kranzförmig umgeben. Zu diesen zählen die A. coronaria dextra und die A. coronaria sinistra. Das venöse Blut wird über die V. cardiaca magna und den Sinus coronarius in die obere Hohlvene abtransportiert.

Der Herzzyklus besteht aus zwei Phasen: der Pumpphase (Systole) und der Entspannungsphase (Diastole). Während der Diastole strömt das sauerstoffarme Blut aus dem Körperkreislauf in die rechte Herzkammer und das sauerstoffreiche Blut aus dem Lungenkreislauf in die linke Herzkammer. Dieser Mechanismus geschieht über eine Entspannung des Herzmuskels. Dabei sind die Segelklappen geöffnet und die Taschenklappen geschlossen. Nachdem beide Herzkammern mit Blut gefüllt wurden, endet die Diastole und die Systole beginnt. Nun kontrahiert der Herzmuskel; dabei verschließen sich die Segelklappen und die Taschenklappen öffnen sich. Somit kann das sauerstoffreiche Blut aus der linken Herzkammer in die Aorta und anschließend über Arterien in den Körper fließen (Körperkreislauf).

Das venöse Blut passiert über den rechten Vorhof die rechte Herzkammer und gelangt über die Lungenarterien in die kleinen Lungenkapillaren. In den Kapillaren findet der Gasaustausch statt, sodass das Blut wieder mit Sauerstoff angereichert und über die Venen in den linken Vorhof und folgend in die linke Herzkammer gepumpt wird (Lungenkreislauf). Sobald das Blut aus den Herzkammern entleert ist, beginnt wieder die Phase der Diastole.

1.2 Das arterielle System

1.2.1 Aufbau von Arterien

Arterien des Körperkreislaufs sind für den Transport des sauerstoffreichen Blutes aus dem Herzen zu den Organen zuständig. Prinzipiell sind große Arterien charakterisiert durch einen dreischichtigen Aufbau ( ▶ Abb. 1.2): Die Tunica interna (Intima), Tunica media (Media) und die Tunica externa (Adventitia). Die Tunica media besitzt glatte Muskelzellen, die der Arterie eine Verengung (Konstriktion) ermöglicht. Dies ist z.B. im Rahmen einer Blutdruckregulation notwendig.

1.2.2 Aorta und abzweigende Gefäße

Die Aorta wird unterteilt in die aufsteigende Aorta (Aorta ascendens), den Aortenbogen (Arcus aortae) und die absteigende Aorta (Aorta descendens) ( ▶ Abb. 1.3). Im thorakalen Abschnitt wird die Aorta descendens auch als Aorta thoracalis und unterhalb des Zwerchfells als Aorta abdominalis bezeichnet.

Aus der Aorta ascendens entspringen die rechte und linke Koronararterie (A. coronaria dextra und sinistra). Dem Aortenbogen treten die supraaortalen Gefäße des Truncus brachiocephalicus, die A. vertebralis dextra, die A. carotis communis sinistra und A. subclavia sinistra aus. Der Truncus brachiocephalicus ist der gemeinsame Gefäßstamm der A. carotis communis dextra und der A. subclavia dextra.

Der Truncus coeliacus ist der erste unpaare Ast aus der Aorta abdominalis ( ▶ Abb. 1.4). Er ist verantwortlich für die arterielle Blutversorgung von Magen (A. gastrica sinistra), Leber (A. hepatica) und Milz (A. lienalis).

Die obere Eingeweidearterie (A. mesenterica superior) beginnt unterhalb des Truncus coeliacus, auf Höhe des ersten Lendenwirbels, und ist der zweite unpaare Ast aus der Aorta abdominalis. Sie ist für die arterielle Blutversorgung des Zwölffingerdarms (Duodenum), der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) und von Teilen des Dick- und Dünndarms (Kolon) zuständig.

Für die Versorgung der Nieren entspringen der Aorta abdominalis die paarig angelegten Nierenarterien (A. renalis dextra/sinistra) auf Höhe des zweiten Lendenwirbelkörpers.

Der absteigende Darm (Colon descendens), der Sigmadarm (Colon sigmoideum) und der obere Rektumabschnitt werden über die untere Eingeweidearterie (A. mesenterica inferior) versorgt. Die A. mesenterica inferior ist der dritte unpaare Ast und entspringt in Höhe des dritten Lendenwirbels aus der Aorta abdominalis zwischen der Aa. renales und der Aortenbifurkation ▶ [3].

1.2.3 Hals- und hirnversorgende Arterien

Die arterielle Versorgung des Gehirns wird in einen vorderen und hinteren Kreislauf unterteilt. Dabei kommunizieren beide Kreisläufe durch Verbindungsarterien (Anastomosen) und bilden den sog. Circulus arteriosus Willisii ( ▶ Abb. 1.5). Gefäße, die aus dem Aortenbogen entspringen und bis zum Eintritt in die Schädelbasis führen, werden extrakranielle Gefäße genannt. Ab dem Eintritt der extrakraniellen Gefäße in die Schädelbasis spricht man von intrakraniellen Gefäßen.

Der arterielle Zustrom des vorderen Kreislaufs geschieht über die paarig angelegten inneren Halsschlagadern (A. carotis interna), welche aus den jeweiligen gemeinsamen Halsschlagadern (A. carotis communis dextra/sinistra) entspringen ( ▶ Abb. 1.6). Im weiteren Verlauf teilt sich die A. carotis interna in die Hauptstammarterien des vorderen Kreislaufs: A. cerebri anterior und media. Eine arterielle Verbindung zwischen der paarigen A. cerebri anterior wird durch die A. communicans anterior etabliert.

Der hintere arterielle Kreislauf wird durch die paarig angelegte Wirbelarterie (A. vertebralis dextra/sinistra) gebildet. Die rechte und linke Wirbelarterie verlaufen parallel zur Halswirbelsäule und vereinigen sich zu der unpaaren A. basilaris. Diese teilt sich anschließend in die paarige A. cerebri posterior auf. Eine Verbindung zwischen der A. cerebri media und A. cerebri posterior, und somit eine Verbindung zwischen vorderem und hinterem Kreislauf, wird durch die A. communicans posterior gebildet ▶ [4].