1 Anatomie und Physiologie

R. Köster, Ch. W. Hamm

1.1 Anatomie

1.1.1 Entwicklung

Das Gewebe der Herzanlage entstammt, wie alle Bestandteile des Herz-Kreislauf-Systems, dem Mesoderm. Das Herz entwickelt sich aus dem Herzschlauch, der sich bis zum Ende des 1. Lebensmonats verlängert und zur Herzschleife faltet. Aus der Herzschleife entsteht durch Septierungsvorgänge bis zur 7. Woche die Herzstruktur mit vier Höhlen. Der Schlunddarm (die Anlage des Pharynx) wird von sechs paarigen Kiemenbogenarterien eingefasst, die sich zurückbilden oder an ihre entsprechende Position wandern und sich in Teile der großen Arterien umwandeln. In der Embryonalzeit werden drei Venensysteme angelegt. Aus einem, dem Kardinalvenensystem, gehen die Vv. cavae hervor.

1.1.2 Blutkreislauf prä- und postpartal

Präpartal strömt das Blut aus der Plazenta zum rechten Vorhof.

Von dort fließt es entweder zum rechten Ventrikel über die Pulmonalarterie und den offenen Ductus arteriosus in die deszendierende Aorta, oder es passiert das Foramen ovale und fließt direkt zum linken Vorhof und über den linken Ventrikel in den systemischen Kreislauf. Der pulmonale Widerstand ist in utero hoch, sodass das Blut zum größten Teil durch den offenen Ductus arteriosus und nicht durch die Lunge fließt. Zum Zeitpunkt der Geburt fällt der pulmonale Gefäßwiderstand, die Lunge wird stärker durchblutet und der Ductus arteriosus schließt sich ( ▶ Abb. 1.1). Durch den höheren Druck im linken Vorhof wird das Foramen ovale nach der Geburt zunächst funktionell, dann anatomisch verschlossen.

Das Herz

Abb. 1.2 

1.1.3 Herzbinnenräume

Das Herz ist ein muskuläres Hohlorgan, das den Blutkreislauf durch Pumpaktionen unterhält. Es besteht aus vier funktionell gekoppelten Höhlen, die in zwei Vorhöfe und zwei Kammern unterteilt sind. Ein Septum trennt die rechte und die linke Herzhälfte, die jeweils aus einem Vorhof und einer Kammer bestehen ( ▶ Abb. 1.2a). Die rechte Herzhälfte unterhält den ▶ Lungenkreislauf, den sog. „kleinen Kreislauf“, das Niederdrucksystem, während die linke Herzhälfte den ▶ Körperkreislauf, den sog. „großen Kreislauf“, das Hochdrucksystem, aufrechterhält. Dementsprechend weist der linke Ventrikel im Vergleich zum rechten eine stärkere Muskulatur auf.

Die obere und untere V. cava münden in den rechten Vorhof, die Pulmonalvenen münden in den linken Vorhof. Aus dem rechten Ventrikel entspringt der Truncus pulmonalis, aus dem linken Ventrikel die Aorta.

1.1.4 Aufbau der Herzwand und des Erregungsleitungssystems

Die Herzwand besteht aus Endokard, Myokard und Epikard.

Das Endokard kleidet die Hohlräume des Herzens vollständig aus und besteht aus einer Endothelzellschicht und der Basalmembran. Durch subendokardiales Bindegewebe ist das Endokard mit dem Myokard verbunden.

Die vier Herzklappen sind Differenzierungen des Endokards. Funktionell handelt es sich bei ihnen um Ventile, welche die Strömungsrichtung des Blutes während der Herzaktion bestimmen. Die Atrioventrikularklappen (AV-Klappen) liegen zwischen Vorhof und Ventrikel. Im rechten Herzen befindet sich an dieser Stelle die 3-segelige Trikuspidalklappe und im linken Herzen die 2-segelige Mitralklappe. Die Ränder der Segelklappen sind über Sehnenfäden (Chordae tendineae) mit Papillarmuskeln verbunden. Zwischen dem rechten Ventrikel und der A. pulmonalis liegt am Ansatz der A. pulmonalis die Pulmonalklappe, zwischen linkem Ventrikel und Aortenansatz die Aortenklappe. Diese beiden Klappen werden auch als Taschen- oder Semilunarklappen bezeichnet. Sie werden jeweils aus drei Klappenanteilen gebildet. Alle vier Herzklappen liegen in der sogenannten Ventilebene. Zur Öffnung und Schließung der Klappen während des Herzzyklus s.  ▶ Abb. 1.6.

Das Myokard besteht aus Herzmuskelgewebe. Die Herzmuskelzellen sind zu Bündeln geordnet, die einen schraubenförmigen Verlauf aufweisen. Diese Anordnung ermöglicht eine effiziente und gleichmäßige Kontraktion der gesamten Kammer während der Systole.

Die Herzmuskulatur weist eine Querstreifung auf, die durch die Anordnung von Aktin- und Myosinfilamenten (s.  ▶ Abb. 1.4) in den Muskelzellen entsteht. Die Herzmuskelzellen sind im Bereich der Glanzstreifen (Disci intercalares) mechanisch und elektrisch miteinander verbunden. Der Zellhaftung dienen Fasciae adhaerentes und Desmosomen, die elektrische Kopplung entsteht durch adhäsive Kontakte („gap junctions“). Sie erlauben eine schnelle Fortleitung von ▶ Aktionspotenzialen im gesamten Myokard.

Die Erregung des Herzmuskels erfolgt durch spezialisierte Herzmuskelfasern, die morphologisch und funktionell von der Arbeitsmuskulatur unterscheidbar sind und das Erregungsbildungs- und -leitungssystem bilden ( ▶ Abb. 1.2b). Dieses System hat autonome Aktivität und besteht aus verschiedenen Anteilen, die normalerweise nacheinander erregt werden:

• Der ▶ Sinusknoten, von dem der Impuls für eine Herzaktion ausgeht, liegt in der Wand des rechten Vorhofs im Winkel zwischen Vena cava superior und rechtem Herzohr.

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