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23.4: Säugetierherz und Blutgefäße - Biologie

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Fähigkeiten zum Entwickeln

  • Beschreiben Sie die Struktur des Herzens und erklären Sie, wie sich der Herzmuskel von anderen Muskeln unterscheidet
  • Beschreibe den Herzzyklus
  • Erklären Sie die Struktur von Arterien, Venen und Kapillaren und wie das Blut durch den Körper fließt

Das Herz ist ein komplexer Muskel, der Blut durch die drei Bereiche des Kreislaufsystems pumpt: Koronar (Gefäße, die dem Herzen dienen), Lunge (Herz und Lunge) und System (System des Körpers), wie in Abbildung ( PageIndex{1}). Der herzeigene Koronarkreislauf nimmt Blut direkt aus der vom Herzen kommenden Hauptschlagader (Aorta) auf. Für den pulmonalen und systemischen Kreislauf muss das Herz Blut in die Lunge bzw. in den Rest des Körpers pumpen. Bei Wirbeltieren befindet sich die Lunge in der Brusthöhle relativ nah am Herzen. Die kürzere Pumpstrecke bedeutet, dass die Muskelwand auf der rechten Seite des Herzens nicht so dick ist wie auf der linken Seite, die genügend Druck haben muss, um das Blut bis zum großen Zeh zu pumpen.

Kunstverbindung

Welche der folgenden Aussagen zum Kreislaufsystem ist falsch?

  1. Das Blut in der Lungenvene wird desoxygeniert.
  2. Das Blut in der unteren Hohlvene wird desoxygeniert.
  3. Das Blut in der Lungenarterie wird desoxygeniert.
  4. Das Blut in der Aorta wird mit Sauerstoff angereichert.

Struktur des Herzens

Der Herzmuskel ist aufgrund der Strecke, die das Blut im pulmonalen und systemischen Kreislauf zurücklegen muss, asymmetrisch. Da die rechte Seite des Herzens Blut zum Lungenkreislauf schickt, ist sie kleiner als die linke Seite, die im systemischen Kreislauf Blut zum ganzen Körper aussenden muss, wie in Abbildung (PageIndex{2}) gezeigt. Beim Menschen hat das Herz etwa die Größe einer geballten Faust; es ist in vier Kammern unterteilt: zwei Vorhöfe und zwei Ventrikel. Auf der rechten Seite befinden sich ein Atrium und ein Ventrikel und auf der linken Seite ein Atrium und ein Ventrikel. Die Vorhöfe sind die Kammern, die Blut aufnehmen, und die Ventrikel sind die Kammern, die das Blut pumpen. Der rechte Vorhof erhält sauerstoffarmes Blut aus der oberen Hohlvene, die Blut aus der Jugularvene, die aus dem Gehirn kommt, und aus den Venen, die von den Armen kommen, sowie aus der unteren Hohlvene, die Blut aus den kommenden Venen ableitet, ableitet von den unteren Organen und den Beinen. Darüber hinaus erhält der rechte Vorhof Blut aus dem Koronarsinus, der sauerstoffarmes Blut aus dem Herzen selbst ableitet. Dieses sauerstoffarme Blut gelangt dann durch die Atrioventrikularklappe oder die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer, eine Bindegewebsklappe, die sich nur in eine Richtung öffnet, um den Blutrückfluss zu verhindern.

Die Klappe, die die Kammern auf der linken Seite der Herzklappe trennt, wird Biskuspidal- oder Mitralklappe genannt. Nachdem es gefüllt ist, pumpt der rechte Ventrikel das Blut durch die Lungenarterien, wobei die Semilunarklappe (oder Pulmonalklappe) zur erneuten Sauerstoffversorgung in die Lunge geleitet wird. Nachdem das Blut die Lungenarterien passiert hat, schließen sich die rechten Semilunarklappen und verhindern, dass das Blut zurück in die rechte Herzkammer fließt. Der linke Vorhof erhält dann über die Lungenvenen das sauerstoffreiche Blut aus der Lunge. Dieses Blut fließt durch die Bikuspidalklappe oder Mitralklappe (die atrioventrikuläre Klappe auf der linken Seite des Herzens) zum linken Ventrikel, wo das Blut durch die Aorta, die Hauptschlagader des Körpers, ausgepumpt wird und sauerstoffreiches Blut zu den Organen und Muskeln transportiert vom Körper. Sobald Blut aus der linken Herzkammer in die Aorta gepumpt wird, schließt sich die Aortensemilunarklappe (oder Aortenklappe) und verhindert, dass Blut in die linke Herzkammer zurückfließt. Dieses Pumpmuster wird als Doppelzirkulation bezeichnet und findet sich bei allen Säugetieren.

Übung

Welche der folgenden Aussagen zum Herzen ist falsch?

  1. Die Mitralklappe trennt den linken Ventrikel vom linken Vorhof.
  2. Das Blut wandert durch die Bikuspidalklappe zum linken Vorhof.
  3. Sowohl die Aorten- als auch die Pulmonalklappe sind Semilunarklappen.
  4. Die Mitralklappe ist eine atrioventrikuläre Klappe.

Das Herz besteht aus drei Schichten; das Epikard, das Myokard und das Endokard, dargestellt in Abbildung (PageIndex{2}). Die Innenwand des Herzens hat eine Auskleidung, die als Endokard bezeichnet wird. Das Myokard besteht aus den Herzmuskelzellen, die die mittlere Schicht und den Großteil der Herzwand bilden. Die äußere Zellschicht wird als Epikard bezeichnet, wobei die zweite Schicht eine membranartige Schichtstruktur ist, die als Perikard bezeichnet wird und das Herz umgibt und schützt; es lässt genügend Raum für kräftiges Pumpen, hält aber auch das Herz an Ort und Stelle, um die Reibung zwischen dem Herzen und anderen Strukturen zu reduzieren.

Das Herz besitzt eigene Blutgefäße, die den Herzmuskel mit Blut versorgen. Die Koronararterien zweigen von der Aorta ab und umgeben die äußere Oberfläche des Herzens wie eine Krone. Sie divergieren in Kapillaren, in denen der Herzmuskel mit Sauerstoff versorgt wird, bevor sie wieder in die Koronarvenen konvergieren, um das sauerstoffarme Blut zurück in den rechten Vorhof zu bringen, wo das Blut über den Lungenkreislauf wieder mit Sauerstoff angereichert wird. Der Herzmuskel stirbt ohne eine kontinuierliche Blutversorgung ab. Arteriosklerose ist die Verstopfung einer Arterie durch die Ansammlung von Fettplaques. Aufgrund der Größe (schmal) der Koronararterien und ihrer Funktion, dem Herzen selbst zu dienen, kann Atherosklerose in diesen Arterien tödlich sein. Die Verlangsamung des Blutflusses und der anschließende Sauerstoffmangel als Folge von Atherosklerose verursacht starke Schmerzen, die als Angina pectoris bekannt sind, und eine vollständige Blockierung der Arterien führt zu einem Myokardinfarkt: dem Absterben des Herzmuskelgewebes, das allgemein als Herzinfarkt bekannt ist.

Der Herzzyklus

Die Hauptaufgabe des Herzens besteht darin, Blut durch den Körper zu pumpen; dies geschieht in einer sich wiederholenden Sequenz, die als Herzzyklus bezeichnet wird. Der Herzzyklus ist die Koordination der Füllung und Entleerung des Herzens mit Blut durch elektrische Signale, die dazu führen, dass sich die Herzmuskeln zusammenziehen und entspannen. Das menschliche Herz schlägt täglich über 100.000 Mal. In jedem Herzzyklus zieht sich das Herz zusammen (Systole), drückt das Blut aus und pumpt es durch den Körper; darauf folgt eine Entspannungsphase (Diastole), in der sich das Herz mit Blut füllt, wie in Abbildung (PageIndex{3}) dargestellt. Gleichzeitig ziehen sich die Vorhöfe zusammen und drücken Blut durch die Atrioventrikularklappen in die Ventrikel. Das Schließen der atrioventrikulären Klappen erzeugt einen einsilbigen „Lup“-Ton. Nach einer kurzen Verzögerung ziehen sich die Ventrikel zusammen und drücken gleichzeitig Blut durch die Semilunarklappen in die Aorta und die Arterie, die das Blut in die Lunge transportiert (über die Lungenarterie). Das Schließen der Halbmondklappen erzeugt einen einsilbigen „Dup“-Sound.

Das Pumpen des Herzens ist eine Funktion der Herzmuskelzellen oder Kardiomyozyten, die den Herzmuskel bilden. Kardiomyozyten, gezeigt in Abbildung (PageIndex{4}), sind charakteristische Muskelzellen, die wie Skelettmuskeln gestreift sind, aber rhythmisch und unwillkürlich wie glatte Muskulatur pumpen; sie sind durch interkalierte Scheiben ausschließlich mit dem Herzmuskel verbunden. Sie sind für eine gewisse Zeit selbststimuliert und isolierte Kardiomyozyten schlagen, wenn sie das richtige Gleichgewicht von Nährstoffen und Elektrolyten erhalten.

Das autonome Schlagen der Herzmuskelzellen wird durch den internen Schrittmacher des Herzens reguliert, der elektrische Signale verwendet, um den Herzschlag zu messen. Die elektrischen Signale und mechanischen Aktionen, die in Abbildung (PageIndex{5}) dargestellt sind, sind eng miteinander verflochten. Der interne Schrittmacher beginnt am Sinusknoten (SA), der sich in der Nähe der Wand des rechten Vorhofs befindet. Elektrische Ladungen pulsieren spontan vom SA-Knoten, wodurch sich die beiden Vorhöfe gleichzeitig zusammenziehen. Der Puls erreicht einen zweiten Knoten, den sogenannten atrioventrikulären (AV) Knoten, zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel, wo er für ungefähr 0,1 Sekunden pausiert, bevor er sich auf die Wände der Ventrikel ausbreitet. Vom AV-Knoten aus tritt der elektrische Impuls in das His-Bündel ein, dann zu den linken und rechten Bündelästen, die sich durch das interventrikuläre Septum erstrecken. Schließlich leiten die Purkinje-Fasern den Impuls von der Herzspitze zum ventrikulären Myokard und dann ziehen sich die Ventrikel zusammen. Diese Pause ermöglicht es den Vorhöfen, sich vollständig in die Ventrikel zu entleeren, bevor die Ventrikel das Blut auspumpen. Die elektrischen Impulse im Herzen erzeugen elektrische Ströme, die durch den Körper fließen und mit Elektroden auf der Haut gemessen werden können. Diese Informationen können als Elektrokardiogramm (EKG) beobachtet werden – eine Aufzeichnung der elektrischen Impulse des Herzmuskels.

Link zum Lernen

Besuchen Sie diese Seite, um den „Schrittmacher“ des Herzens in Aktion zu sehen.

Arterien, Venen und Kapillaren

Das Blut des Herzens wird durch ein komplexes Netzwerk von Blutgefäßen durch den Körper transportiert (Abbildung (PageIndex{6})). Arterien nehmen Blut vom Herzen weg. Die Hauptarterie ist die Aorta, die sich in Hauptarterien verzweigt, die Blut zu verschiedenen Gliedmaßen und Organen transportieren. Zu diesen Hauptarterien gehören die Halsschlagader, die Blut zum Gehirn transportiert, die Brachialarterien, die Blut zu den Armen transportieren, und die Brustarterie, die Blut zum Brustkorb und dann in die Leber-, Nieren- und Magenarterien für die Leber und die Niere transportiert , bzw. Magen. Die A. iliaca transportiert das Blut zu den unteren Gliedmaßen. Die großen Arterien divergieren in kleinere Arterien und dann kleinere Gefäße, die Arteriolen genannt werden, um tiefer in die Muskeln und Organe des Körpers zu gelangen.

Arteriolen divergieren in Kapillarbetten. Kapillarbetten enthalten eine große Anzahl (10 bis 100) von Kapillaren, die sich zwischen den Zellen und Geweben des Körpers verzweigen. Kapillaren sind Röhren mit schmalem Durchmesser, durch die rote Blutkörperchen in einer Reihe passen können und die Orte für den Austausch von Nährstoffen, Abfallstoffen und Sauerstoff mit Geweben auf zellulärer Ebene sind. Flüssigkeit tritt auch aus den Kapillaren in den Zwischenraum ein. Die Kapillaren konvergieren wieder zu Venolen, die mit Nebenvenen verbunden sind, die schließlich mit Hauptvenen verbunden sind, die kohlendioxidreiches Blut zum Herzen zurückführen. Venen sind Blutgefäße, die das Blut zum Herzen zurückbringen. Die großen Venen leiten das Blut aus den gleichen Organen und Gliedmaßen ab, die auch die großen Arterien versorgen. Über das Lymphsystem wird auch Flüssigkeit zum Herzen zurückgeführt.

Die Struktur der verschiedenen Arten von Blutgefäßen spiegelt deren Funktion oder Schichten wider. Es gibt drei verschiedene Schichten oder Tuniken, die die Wände der Blutgefäße bilden (Abbildung (PageIndex{7})). Die erste Tunika ist eine glatte innere Auskleidung von Endothelzellen, die mit den roten Blutkörperchen in Kontakt stehen. Die endotheliale Tunika ist kontinuierlich mit dem Endokard des Herzens. In Kapillaren ist diese einzelne Zellschicht der Ort der Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den Endothelzellen und roten Blutkörperchen sowie die Austauschstelle über Endozytose und Exozytose. Die Bewegung von Materialien an der Stelle der Kapillaren wird durch Vasokonstriktion, Verengung der Blutgefäße und Vasodilatation, Erweiterung der Blutgefäße, reguliert; dies ist wichtig für die allgemeine Regulierung des Blutdrucks.

Venen und Arterien haben beide zwei weitere Tuniken, die das Endothel umgeben: Die mittlere Tunika besteht aus glatter Muskulatur und die äußerste Schicht aus Bindegewebe (Kollagen und elastische Fasern). Das elastische Bindegewebe dehnt und stützt die Blutgefäße, und die glatte Muskelschicht hilft, den Blutfluss zu regulieren, indem sie den Gefäßwiderstand durch Vasokonstriktion und Vasodilatation verändert. Die Arterien haben dickere glatte Muskulatur und Bindegewebe als die Venen, um dem höheren Druck und der höheren Geschwindigkeit des frisch gepumpten Blutes gerecht zu werden. Die Venen sind dünnwandiger, da der Druck und die Flussrate viel geringer sind. Darüber hinaus unterscheiden sich Venen strukturell von Arterien dadurch, dass Venen Klappen haben, um den Rückfluss von Blut zu verhindern. Da die Venen gegen die Schwerkraft arbeiten müssen, um das Blut zurück zum Herzen zu transportieren, unterstützt die Kontraktion der Skelettmuskulatur den Rückfluss des Blutes zum Herzen.

Zusammenfassung

Der Herzmuskel pumpt Blut durch drei Bereiche des Kreislaufsystems: koronare, pulmonale und systemische. Das Pumpen des Herzens ist eine Funktion von Kardiomyozyten, charakteristischen Muskelzellen, die wie der Skelettmuskel gestreift sind, aber rhythmisch und unwillkürlich wie die glatte Muskulatur pumpen. Der interne Schrittmacher beginnt am Sinusknoten, der sich in der Nähe der Wand des rechten Vorhofs befindet. Elektrische Ladungen pulsieren vom SA-Knoten, wodurch sich die beiden Vorhöfe gleichzeitig zusammenziehen; dann erreicht der Puls den atrioventrikulären Knoten zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel. Eine Pause im elektrischen Signal ermöglicht es den Vorhöfen, sich vollständig in die Ventrikel zu entleeren, bevor die Ventrikel das Blut auspumpen. Das Blut des Herzens wird durch ein komplexes Netzwerk von Blutgefäßen durch den Körper transportiert; Arterien führen das Blut vom Herzen weg und Venen bringen das Blut zurück zum Herzen.

Kunstverbindungen

[link] Welche der folgenden Aussagen zum Kreislaufsystem ist falsch?

  1. Das Blut in der Lungenvene wird desoxygeniert.
  2. Das Blut in der unteren Hohlvene wird desoxygeniert.
  3. Das Blut in der Lungenarterie wird desoxygeniert.
  4. Das Blut in der Aorta wird mit Sauerstoff angereichert.

[link] C

[link] Welche der folgenden Aussagen zum Herzen ist falsch?

  1. Die Mitralklappe trennt den linken Ventrikel vom linken Vorhof.
  2. Das Blut wandert durch die Bikuspidalklappe zum linken Vorhof.
  3. Sowohl die Aorten- als auch die Pulmonalklappe sind Semilunarklappen.
  4. Die Mitralklappe ist eine atrioventrikuläre Klappe.

[link] B

Glossar

Angina
Schmerzen durch teilweise Blockade der Herzkranzgefäße durch Plaquebildung und Sauerstoffmangel im Herzmuskel
Aorta
Hauptschlagader des Körpers, die das Blut vom Herzen wegführt
arteriole
kleines Gefäß, das eine Arterie mit einem Kapillarbett verbindet
Arterie
Blutgefäß, das Blut vom Herzen wegführt
Arteriosklerose
Aufbau von Fettplaques in den Koronararterien des Herzens
atrioventrikuläre Klappe
einseitiger membranöser Bindegewebslappen zwischen dem Vorhof und dem Ventrikel auf der rechten Seite des Herzens; auch bekannt als Trikuspidalklappe
Bikuspidalklappe
(auch Mitralklappe; linke atrioventrikuläre Klappe) membranöser Einweglappen zwischen Vorhof und Ventrikel auf der linken Seite des Herzens
kapillar
kleinstes Blutgefäß, das den Durchgang einzelner Blutzellen ermöglicht und Ort der Diffusion von Sauerstoff und Nährstoffaustausch
Kapillarbett
große Anzahl von Kapillaren, die zusammenlaufen, um Blut zu einem bestimmten Organ oder Gewebe zu transportieren
Herzzyklus
Füllen und Entleeren des Herzens mit Blut durch elektrische Signale, die dazu führen, dass sich die Herzmuskeln zusammenziehen und entspannen
Kardiomyozyten
spezialisierte Herzmuskelzelle, die gestreift ist, sich aber unwillkürlich zusammenzieht wie glatte Muskulatur
Koronararterie
Gefäß, das das Herzgewebe mit Blut versorgt
Koronarvene
Gefäß, das das Blut vom Herzgewebe zurück in die Herzkammern transportiert
Diastole
Entspannungsphase des Herzzyklus, wenn das Herz entspannt ist und sich die Ventrikel mit Blut füllen
Elektrokardiogramm (EKG)
Aufzeichnung der elektrischen Impulse des Herzmuskels
Endokard
innerste Gewebeschicht im Herzen
Epikard
äußerste Gewebeschicht des Herzens
untere Hohlvene
leitet Blut aus den Venen ab, die aus den unteren Organen und den Beinen kommen
Herzinfarkt
(auch Herzinfarkt) vollständiger Verschluss der Herzkranzgefäße und Absterben des Herzmuskelgewebes
Myokard
Herzmuskelzellen, die die mittlere Schicht und den Großteil der Herzwand bilden
Herzbeutel
Membranschicht, die das Herz schützt; auch Teil des Epikards
Halbmondklappe
membranöser Bindegewebslappen zwischen der Aorta und einem Ventrikel des Herzens (der Aorten- oder Pulmonalklappen)
Sinusknoten (SA)
der interne Schrittmacher des Herzens; befindet sich in der Nähe der Wand des rechten Vorhofs
obere Hohlvene
leitet Blut aus der Jugularvene, die aus dem Gehirn kommt, und aus den Venen, die aus den Armen kommen
Systole
Kontraktionsphase des Herzzyklus, wenn die Herzkammern Blut in die Arterien pumpen
Trikuspidalklappe
einseitiger membranöser Bindegewebslappen zwischen dem Vorhof und dem Ventrikel auf der rechten Seite des Herzens; auch als atrioventrikuläre Klappe bekannt
Gefäßverengung
Verengung eines Blutgefäßes
Gefäßerweiterung
Erweiterung eines Blutgefäßes
Vene
Blutgefäß, das das Blut zum Herzen zurückführt
Hohlvene
Hauptvene des Körpers, die Blut aus den oberen und unteren Körperteilen zurückführt; sehen Sie die obere Hohlvene und die untere Hohlvene
venule
Blutgefäß, das ein Kapillarbett mit einer Vene verbindet

Struktur des Herzens

(a) Das Herz besteht hauptsächlich aus einer dicken Muskelschicht, dem Myokard, die von Membranen umgeben ist. Einwegventile trennen die vier Kammern. (b) Blutgefäße des Koronarsystems, einschließlich der Koronararterien und -venen, halten die Herzmuskulatur mit Sauerstoff versorgt.

Welche der folgenden Aussagen zum Herzen ist falsch?

  1. Die Mitralklappe trennt den linken Ventrikel vom linken Vorhof.
  2. Das Blut wandert durch die Bikuspidalklappe zum linken Vorhof.
  3. Sowohl die Aorten- als auch die Pulmonalklappe sind Semilunarklappen.
  4. Die Mitralklappe ist eine atrioventrikuläre Klappe.

Das Herz besitzt eigene Blutgefäße, die den Herzmuskel mit Blut versorgen. Die Koronararterien zweigen von der Aorta ab und umgeben die äußere Oberfläche des Herzens wie eine Krone. Sie divergieren in Kapillaren, in denen der Herzmuskel mit Sauerstoff versorgt wird, bevor sie wieder in die Herzkranzgefäße das sauerstoffarme Blut zurück in den rechten Vorhof zu bringen, wo das Blut über den Lungenkreislauf wieder mit Sauerstoff angereichert wird. Der Herzmuskel stirbt ohne eine kontinuierliche Blutversorgung ab. Arteriosklerose ist die Verstopfung einer Arterie durch die Ansammlung von Fettplaques. Aufgrund der Größe (schmal) der Koronararterien und ihrer Funktion, dem Herzen selbst zu dienen, kann Atherosklerose in diesen Arterien tödlich sein. Die Verlangsamung des Blutflusses und der anschließende Sauerstoffmangel als Folge von Atherosklerose verursacht starke Schmerzen, die als Angina pectoris bekannt sind, und eine vollständige Blockierung der Arterien führt zu einem Myokardinfarkt: dem Absterben von Herzmuskelgewebe, allgemein bekannt als Herzinfarkt.


40.3 Säugetierherz und Blutgefäße

Am Ende dieses Abschnitts können Sie Folgendes tun:

  • Beschreiben Sie die Struktur des Herzens und erklären Sie, wie sich der Herzmuskel von anderen Muskeln unterscheidet
  • Beschreibe den Herzzyklus
  • Erklären Sie die Struktur von Arterien, Venen und Kapillaren und wie das Blut durch den Körper fließt

Das Herz ist ein komplexer Muskel, der Blut durch die drei Bereiche des Kreislaufsystems pumpt: Koronar (Gefäße, die dem Herzen dienen), Lunge (Herz und Lunge) und System (System des Körpers), wie in Abbildung 40.10 gezeigt. Der herzeigene Koronarkreislauf nimmt Blut direkt aus der vom Herzen kommenden Hauptschlagader (Aorta) auf. Für den pulmonalen und systemischen Kreislauf muss das Herz Blut in die Lunge bzw. in den Rest des Körpers pumpen. Bei Wirbeltieren befindet sich die Lunge in der Brusthöhle relativ nah am Herzen. Die kürzere Pumpstrecke bedeutet, dass die Muskelwand auf der rechten Seite des Herzens nicht so dick ist wie auf der linken Seite, die genügend Druck haben muss, um das Blut bis zum großen Zeh zu pumpen.

Visuelle Verbindung

Welche der folgenden Aussagen zum Kreislaufsystem ist falsch?

  1. Das Blut in der Lungenvene wird desoxygeniert.
  2. Das Blut in der unteren Hohlvene wird desoxygeniert.
  3. Das Blut in der Lungenarterie wird desoxygeniert.
  4. Das Blut in der Aorta wird mit Sauerstoff angereichert.

Struktur des Herzens

Der Herzmuskel ist aufgrund der Strecke, die das Blut im pulmonalen und systemischen Kreislauf zurücklegen muss, asymmetrisch. Da die rechte Seite des Herzens Blut zum Lungenkreislauf schickt, ist sie kleiner als die linke Seite, die im systemischen Kreislauf Blut zum ganzen Körper aussenden muss, wie in Abbildung 40.11 gezeigt. Beim Menschen hat das Herz etwa die Größe einer geballten Faust, es ist in vier Kammern unterteilt: zwei Vorhöfe und zwei Herzkammern. Auf der rechten Seite befinden sich ein Atrium und ein Ventrikel und auf der linken Seite ein Atrium und ein Ventrikel. Die Vorhöfe sind die Kammern, die Blut aufnehmen, und die Ventrikel sind die Kammern, die das Blut pumpen. Der rechte Vorhof erhält sauerstoffarmes Blut aus der oberen Hohlvene, die Blut aus der Jugularvene, die aus dem Gehirn kommt, und aus den Venen, die von den Armen kommen, sowie aus der unteren Hohlvene, die Blut aus den kommenden Venen ableitet, ableitet von den unteren Organen und den Beinen. Darüber hinaus erhält der rechte Vorhof Blut aus dem Koronarsinus, der sauerstoffarmes Blut aus dem Herzen selbst ableitet. Dieses sauerstoffarme Blut gelangt dann durch die Atrioventrikularklappe oder die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer, eine Bindegewebsklappe, die sich nur in eine Richtung öffnet, um den Blutrückfluss zu verhindern. Die Klappe, die die Kammern auf der linken Seite der Herzklappe trennt, wird Biskuspidal- oder Mitralklappe genannt. Nachdem es gefüllt ist, pumpt der rechte Ventrikel das Blut durch die Lungenarterien unter Umgehung der Semilunarklappe (oder Pulmonalklappe) in die Lunge zur erneuten Sauerstoffversorgung. Nachdem das Blut die Lungenarterien passiert hat, schließen sich die rechten Semilunarklappen und verhindern, dass das Blut zurück in die rechte Herzkammer fließt. Der linke Vorhof erhält dann über die Lungenvenen das sauerstoffreiche Blut aus der Lunge. Dieses Blut fließt durch die Bikuspidalklappe oder Mitralklappe (die atrioventrikuläre Klappe auf der linken Seite des Herzens) zum linken Ventrikel, wo das Blut durch die Aorta, die Hauptschlagader des Körpers, ausgepumpt wird und sauerstoffreiches Blut zu den Organen transportiert Muskeln des Körpers. Sobald Blut aus der linken Herzkammer in die Aorta gepumpt wird, schließt sich die Aortensemilunarklappe (oder Aortenklappe) und verhindert, dass Blut in die linke Herzkammer zurückfließt. Dieses Pumpmuster wird als Doppelzirkulation bezeichnet und findet sich bei allen Säugetieren.

Visuelle Verbindung

Welche der folgenden Aussagen zum Herzen ist falsch?

  1. Die Mitralklappe trennt den linken Ventrikel vom linken Vorhof.
  2. Das Blut wandert durch die Bikuspidalklappe zum linken Vorhof.
  3. Sowohl die Aorten- als auch die Pulmonalklappe sind Semilunarklappen.
  4. Die Mitralklappe ist eine atrioventrikuläre Klappe.

Das Herz besteht aus drei Schichten, dem Epikard, dem Myokard und dem Endokard, wie in Abbildung 40.11 dargestellt. Die Innenwand des Herzens hat eine Auskleidung, die als Endokard bezeichnet wird. Das Myokard besteht aus den Herzmuskelzellen, die die mittlere Schicht und den Großteil der Herzwand bilden. Die äußere Schicht der Zellen wird als Epikard bezeichnet, wobei die zweite Schicht eine membranartige Schichtstruktur ist, die als Perikard bezeichnet wird und das Herz umgibt und schützt andere Strukturen.

Das Herz besitzt eigene Blutgefäße, die den Herzmuskel mit Blut versorgen. Die Koronararterien zweigen von der Aorta ab und umgeben die äußere Oberfläche des Herzens wie eine Krone. Sie divergieren in Kapillaren, in denen der Herzmuskel mit Sauerstoff versorgt wird, bevor sie wieder in die Koronarvenen konvergieren, um das sauerstoffarme Blut zurück in den rechten Vorhof zu bringen, wo das Blut über den Lungenkreislauf wieder mit Sauerstoff angereichert wird. Der Herzmuskel stirbt ohne eine kontinuierliche Blutversorgung ab. Arteriosklerose ist die Verstopfung einer Arterie durch die Ansammlung von Fettplaques. Aufgrund der Größe (schmal) der Koronararterien und ihrer Funktion, dem Herzen selbst zu dienen, kann Atherosklerose in diesen Arterien tödlich sein. Die Verlangsamung des Blutflusses und der anschließende Sauerstoffmangel als Folge von Atherosklerose verursacht starke Schmerzen, die als Angina pectoris bekannt sind, und eine vollständige Blockierung der Arterien führt zu einem Myokardinfarkt: dem Absterben von Herzmuskelgewebe, allgemein bekannt als Herzinfarkt.

Der Herzzyklus

Der Hauptzweck des Herzens besteht darin, Blut durch den Körper zu pumpen, es tut dies in einer sich wiederholenden Sequenz, die als Herzzyklus bezeichnet wird. Der Herzzyklus ist die Koordination der Füllung und Entleerung des Herzens mit Blut durch elektrische Signale, die dazu führen, dass sich die Herzmuskeln zusammenziehen und entspannen. Das menschliche Herz schlägt täglich über 100.000 Mal. In jedem Herzzyklus zieht sich das Herz zusammen ( Systole ), drückt das Blut aus und pumpt es durch den Körper. Es folgt eine Entspannungsphase ( Diastole ), in der sich das Herz mit Blut füllt, wie in Abbildung 40.12 dargestellt. Gleichzeitig ziehen sich die Vorhöfe zusammen und drücken Blut durch die Atrioventrikularklappen in die Ventrikel. Das Schließen der atrioventrikulären Klappen erzeugt einen einsilbigen „Lup“-Ton. Nach einer kurzen Verzögerung ziehen sich die Ventrikel zusammen und drücken gleichzeitig Blut durch die Semilunarklappen in die Aorta und die Arterie, die das Blut in die Lunge transportiert (über die Lungenarterie). Das Schließen der Halbmondklappen erzeugt einen einsilbigen „Dup“-Sound.

Das Pumpen des Herzens ist eine Funktion der Herzmuskelzellen oder Kardiomyozyten, die den Herzmuskel bilden. Kardiomyozyten, gezeigt in Abbildung 40.13, sind charakteristische Muskelzellen, die wie der Skelettmuskel gestreift sind, aber rhythmisch und unwillkürlich wie die glatte Muskulatur pumpen. Sie sind durch interkalierte Scheiben ausschließlich mit dem Herzmuskel verbunden. Sie sind für eine gewisse Zeit selbststimuliert und isolierte Kardiomyozyten schlagen, wenn sie das richtige Gleichgewicht von Nährstoffen und Elektrolyten erhalten.

Das autonome Schlagen der Herzmuskelzellen wird durch den internen Schrittmacher des Herzens reguliert, der elektrische Signale verwendet, um den Herzschlag zu messen. Die in Abbildung 40.14 dargestellten elektrischen Signale und mechanischen Aktionen sind eng miteinander verflochten. Der interne Schrittmacher beginnt am Sinusknoten (SA) , der sich nahe der Wand des rechten Vorhofs befindet. Elektrische Ladungen pulsieren spontan vom SA-Knoten, wodurch sich die beiden Vorhöfe gleichzeitig zusammenziehen. Der Puls erreicht einen zweiten Knoten, den sogenannten atrioventrikulären (AV) Knoten, zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel, wo er für ungefähr 0,1 Sekunden pausiert, bevor er sich auf die Wände der Ventrikel ausbreitet. Vom AV-Knoten aus tritt der elektrische Impuls in das His-Bündel ein, dann zu den linken und rechten Bündelästen, die sich durch das interventrikuläre Septum erstrecken. Schließlich leiten die Purkinje-Fasern den Impuls von der Herzspitze zum ventrikulären Myokard und dann ziehen sich die Ventrikel zusammen. Diese Pause ermöglicht es den Vorhöfen, sich vollständig in die Ventrikel zu entleeren, bevor die Ventrikel das Blut auspumpen. Die elektrischen Impulse im Herzen erzeugen elektrische Ströme, die durch den Körper fließen und mit Elektroden auf der Haut gemessen werden können. Diese Informationen können als Elektrokardiogramm (EKG) beobachtet werden – eine Aufzeichnung der elektrischen Impulse des Herzmuskels.

Link zum Lernen

Besuchen Sie diese Seite, um den „Schrittmacher“ des Herzens in Aktion zu sehen.

Arterien, Venen und Kapillaren

Das Blut des Herzens wird durch ein komplexes Netzwerk von Blutgefäßen durch den Körper transportiert (Abb. 40.15). Arterien nehmen Blut vom Herzen weg. Die Hauptarterie ist die Aorta, die sich in Hauptarterien verzweigt, die Blut zu verschiedenen Gliedmaßen und Organen transportieren. Zu diesen Hauptarterien gehören die Halsschlagader, die Blut zum Gehirn transportiert, die Brachialarterien, die Blut zu den Armen transportieren, und die Brustarterie, die Blut zum Brustkorb und dann in die Leber-, Nieren- und Magenarterien für die Leber und die Niere transportiert , bzw. Magen. Die A. iliaca transportiert das Blut zu den unteren Gliedmaßen. Die großen Arterien divergieren in kleinere Arterien und dann kleinere Gefäße, die Arteriolen genannt werden, um tiefer in die Muskeln und Organe des Körpers zu gelangen.

Arteriolen divergieren in Kapillarbetten. Kapillarbetten enthalten eine große Anzahl (10 bis 100) von Kapillaren, die sich zwischen den Zellen und Geweben des Körpers verzweigen. Kapillaren sind Röhren mit schmalem Durchmesser, durch die rote Blutkörperchen in einer Reihe passen können und die Orte für den Austausch von Nährstoffen, Abfallstoffen und Sauerstoff mit Geweben auf zellulärer Ebene sind. Flüssigkeit tritt auch aus den Kapillaren in den Zwischenraum ein. Die Kapillaren konvergieren wieder zu Venolen, die mit Nebenvenen verbunden sind, die schließlich mit Hauptvenen verbunden sind, die kohlendioxidreiches Blut zum Herzen zurückführen. Venen sind Blutgefäße, die das Blut zum Herzen zurückbringen. Die großen Venen leiten das Blut aus den gleichen Organen und Gliedmaßen ab, die auch die großen Arterien versorgen. Über das Lymphsystem wird auch Flüssigkeit zum Herzen zurückgeführt.

Die Struktur der verschiedenen Arten von Blutgefäßen spiegelt deren Funktion oder Schichten wider. Es gibt drei verschiedene Schichten oder Tuniken, die die Wände der Blutgefäße bilden (Abb. 40.16). Die erste Tunika ist eine glatte innere Auskleidung von Endothelzellen, die mit den roten Blutkörperchen in Kontakt stehen. Die endotheliale Tunika ist kontinuierlich mit dem Endokard des Herzens. In Kapillaren ist diese einzelne Zellschicht der Ort der Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den Endothelzellen und roten Blutkörperchen sowie die Austauschstelle über Endozytose und Exozytose. Die Bewegung von Materialien an der Stelle der Kapillaren wird durch Vasokonstriktion, Verengung der Blutgefäße und Vasodilatation, Erweiterung der Blutgefäße, reguliert, was für die allgemeine Regulierung des Blutdrucks wichtig ist.

Venen und Arterien haben beide zwei weitere Tuniken, die das Endothel umgeben: Die mittlere Tunika besteht aus glatter Muskulatur und die äußerste Schicht aus Bindegewebe (Kollagen und elastische Fasern). Das elastische Bindegewebe dehnt und stützt die Blutgefäße, und die glatte Muskelschicht hilft, den Blutfluss zu regulieren, indem sie den Gefäßwiderstand durch Vasokonstriktion und Vasodilatation verändert. Die Arterien haben dickere glatte Muskulatur und Bindegewebe als die Venen, um dem höheren Druck und der höheren Geschwindigkeit des frisch gepumpten Blutes gerecht zu werden. Die Venen sind dünnwandiger, da der Druck und die Flussrate viel geringer sind. Darüber hinaus unterscheiden sich Venen strukturell von Arterien dadurch, dass Venen Klappen haben, um den Rückfluss von Blut zu verhindern. Da die Venen gegen die Schwerkraft arbeiten müssen, um das Blut zurück zum Herzen zu transportieren, unterstützt die Kontraktion der Skelettmuskulatur den Rückfluss des Blutes zum Herzen.


31.3 Säugetierherz und Blutgefäße

In diesem Abschnitt gehen Sie den folgenden Fragen nach:

  • Wie ist das Herz aufgebaut und wie unterscheidet sich der Herzmuskel von anderen Muskeln?
  • Was sind die Ereignisse im Herzzyklus?
  • Wie sind Arterien, Venen und Kapillaren aufgebaut und wie fließt das Blut durch den Körper?

Anschluss für AP ® Kurse

Viele der Informationen in diesem Abschnitt fallen nicht in den Anwendungsbereich von AP ® . Sie haben wahrscheinlich in einem früheren Kurs den Weg des Blutes durch das Herz studiert, und als Student der Biologie sollten Sie einige Kenntnisse über diesen Weg haben. (Nein, Sie müssen sich nicht die Namen aller Arterien und Venen oder die Namen der einzelnen Herzklappen merken.)

Das Herz ist ein perfektes Beispiel für die Beziehung zwischen Struktur und Funktion. Das Vierkammerherz von Säugetieren mit seinem einzigartigen Herzmuskel, Einwegventilen und Gefäßen ist darauf ausgelegt, lebenswichtigen Sauerstoff (O 2 ) zu den Körperzellen zu transportieren und Kohlendioxid (CO 2 ) aus dem Gewebe zu entfernen. Das komplizierte Design des Herzens trennt Blut mit niedrigem Sauerstoffgehalt von Blut mit hohem Sauerstoffgehalt. Dadurch wird sichergestellt, dass sauerstoffreiches Blut allen Geweben und Zellen des Körpers zugeführt wird, wo es für die Zellatmung verwendet wird. Blut, das aus den Geweben zurückkehrt, ist reich an CO 2 und arm an O 2 kehrt zum Herzen zurück und wird in die Lunge gepumpt, wo Gase durch Diffusion an Kapillarbetten ausgetauscht werden.

Die vorgestellten Informationen und die hervorgehobenen Beispiele im Abschnitt unterstützen Konzepte, die in Big Idea 4 des AP ® Biologie-Curriculum-Frameworks skizziert sind. Die im Curriculum Framework aufgeführten AP ® -Lernziele bieten eine transparente Grundlage für den AP ® -Biologiekurs, eine forschungsbasierte Laborerfahrung, Unterrichtsaktivitäten und AP ® -Prüfungsfragen. Ein Lernziel verbindet erforderliche Inhalte mit einer oder mehreren der sieben wissenschaftlichen Praktiken.

Große Idee 4 Biologische Systeme interagieren, und diese Systeme und ihre Interaktionen besitzen komplexe Eigenschaften.
Beständiges Verständnis 4.A Wechselwirkungen innerhalb biologischer Systeme führen zu komplexen Eigenschaften.
Grundlegendes Wissen 4.A.4 Interaktionen und Koordination zwischen Organsystemen liefern wesentliche biologische Aktivitäten für den Organismus als Ganzes.
Wissenschaftliche Praxis 6.4 Der Student kann auf der Grundlage wissenschaftlicher Theorien und Modelle Behauptungen und Vorhersagen über Naturphänomene aufstellen.
Lernziel 4.9 Der/die Studierende ist in der Lage, die Auswirkungen einer Veränderung einer Komponente(n) eines biologischen Systems auf die Funktionalität eines Organismus/von Organismen vorherzusagen.
Grundlegendes Wissen 4.A.4 Interaktionen und Koordination zwischen Organsystemen liefern wesentliche biologische Aktivitäten für den Organismus als Ganzes.
Wissenschaftliche Praxis 1.3 Der Student kann Darstellungen und Modelle von natürlichen oder vom Menschen geschaffenen Phänomenen und Systemen in der Domäne verfeinern.
Lernziel 4.10 Der Studierende ist in der Lage, Darstellungen und Modelle zu verfeinern, um Biokomplexität aufgrund von Wechselwirkungen der Bestandteile zu veranschaulichen.
Beständiges Verständnis 4.B Wettbewerb und Kooperation sind wichtige Aspekte biologischer Systeme.
Grundlegendes Wissen 4.B.2 Die Spezialisierung des Herzens und der Blutgefäße trägt zur Gesamtfunktion des Körpers bei.
Wissenschaftliche Praxis 1.4 Die Studierenden können anhand von Darstellungen und Modellen Situationen analysieren oder Probleme qualitativ und quantitativ lösen.
Lernziel 4.18 Der Studierende ist in der Lage, anhand von Darstellungen und Modellen zu analysieren, wie kooperative Interaktionen innerhalb von Organismen die Effizienz bei der Nutzung von Energie und Materie fördern.

Das Herz ist ein komplexer Muskel, der Blut durch die drei Bereiche des Kreislaufsystems pumpt: Koronar (Gefäße, die dem Herzen dienen), Lunge (Herz und Lunge) und System (System des Körpers), wie in Abbildung 31.10 gezeigt. Der herzeigene Koronarkreislauf nimmt Blut direkt aus der vom Herzen kommenden Hauptschlagader (Aorta) auf. Für den pulmonalen und systemischen Kreislauf muss das Herz Blut in die Lunge bzw. in den Rest des Körpers pumpen. Bei Wirbeltieren befindet sich die Lunge in der Brusthöhle relativ nah am Herzen. Die kürzere Pumpstrecke bedeutet, dass die Muskelwand auf der rechten Seite des Herzens nicht so dick ist wie auf der linken Seite, die genügend Druck haben muss, um das Blut bis zum großen Zeh zu pumpen.

Visuelle Verbindung

  1. Den roten Blutkörperchen fehlen bei der Reife Kerne und sie enthalten Hämoglobin, das Sauerstoff im ganzen Körper verteilt. Weiße Blutkörperchen sind in erster Linie an der Immunantwort beteiligt, um Krankheitserreger zu identifizieren und zu bekämpfen. Sie haben Kerne und es fehlt ihnen an Hämoglobin
  2. Den roten Blutkörperchen fehlen bei der Reife Kerne und sie enthalten Hämoglobin, das Sauerstoff im ganzen Körper verteilt. Weiße Blutkörperchen sind in erster Linie an der Immunantwort beteiligt, um Krankheitserreger zu identifizieren und zu bekämpfen. Ihnen fehlen sowohl Kerne als auch Hämoglobin.
  3. Rote Blutkörperchen enthalten Kerne und Hämoglobin, das Sauerstoff im ganzen Körper verteilt. Weiße Blutkörperchen sind in erster Linie an der Immunantwort beteiligt, um Krankheitserreger zu identifizieren und zu bekämpfen. Ihnen fehlen sowohl Kerne als auch Hämoglobin.
  4. Den roten Blutkörperchen fehlen bei der Reife Kerne und sie enthalten Hämoglobin, das an der Immunantwort beteiligt ist und bei der Identifizierung und Bekämpfung von Krankheitserregern hilft. Weiße Blutkörperchen verteilen Sauerstoff im ganzen Körper. Sie haben Kerne und es fehlt ihnen an Hämoglobin.

Struktur des Herzens

Der Herzmuskel ist aufgrund der Strecke, die das Blut im pulmonalen und systemischen Kreislauf zurücklegen muss, asymmetrisch. Da die rechte Seite des Herzens Blut zum Lungenkreislauf schickt, ist sie kleiner als die linke Seite, die im systemischen Kreislauf Blut zum gesamten Körper aussenden muss, wie in Abbildung 31.11 gezeigt. Beim Menschen hat das Herz etwa die Größe einer geballten Faust, es ist in vier Kammern unterteilt: zwei Vorhöfe und zwei Herzkammern. Auf der rechten Seite befinden sich ein Atrium und ein Ventrikel und auf der linken Seite ein Atrium und ein Ventrikel. Die Vorhöfe sind die Kammern, die Blut aufnehmen, und die Ventrikel sind die Kammern, die das Blut pumpen. Der rechte Vorhof erhält sauerstoffarmes Blut aus dem obere Hohlvene, die Blut aus der Jugularvene, die aus dem Gehirn kommt, und aus den Venen, die aus den Armen kommen, sowie aus dem untere Hohlvene die Blut aus den Venen ableitet, die aus den unteren Organen und den Beinen kommen. Darüber hinaus erhält der rechte Vorhof Blut aus dem Koronarsinus, der sauerstoffarmes Blut aus dem Herzen selbst ableitet. Dieses sauerstoffarme Blut gelangt dann durch die in die rechte Herzkammer atrioventrikuläre Klappe oder der Trikuspidalklappe, ein Bindegewebslappen, der sich nur in eine Richtung öffnet, um den Rückfluss von Blut zu verhindern. Die Klappe, die die Kammern auf der linken Seite der Herzklappe trennt, wird Biskuspidal- oder Mitralklappe genannt. Nachdem es gefüllt ist, pumpt der rechte Ventrikel das Blut durch die Lungenarterien unter Umgehung der Halbmondklappe (oder Pulmonalklappe) in die Lunge zur erneuten Sauerstoffversorgung. Nachdem das Blut die Lungenarterien passiert hat, schließen sich die rechten Semilunarklappen und verhindern, dass das Blut zurück in die rechte Herzkammer fließt. Der linke Vorhof erhält dann über die Lungenvenen das sauerstoffreiche Blut aus der Lunge. Dieses Blut fließt durch die Bikuspidalklappe oder Mitralklappe (die atrioventrikuläre Klappe auf der linken Seite des Herzens) zum linken Ventrikel, durch den das Blut abgepumpt wird Aorta, die Hauptschlagader des Körpers, die sauerstoffreiches Blut zu den Organen und Muskeln des Körpers transportiert. Sobald Blut aus der linken Herzkammer in die Aorta gepumpt wird, schließt sich die Aortensemilunarklappe (oder Aortenklappe) und verhindert, dass Blut in die linke Herzkammer zurückfließt. Dieses Pumpmuster wird als Doppelzirkulation bezeichnet und findet sich bei allen Säugetieren.

Visuelle Verbindung

  1. Blutplasma besteht aus Blutserum und anderen Bestandteilen. Serum ist der Bestandteil von Plasma, der Blutgerinnungsfaktoren enthält.
  2. Blutserum besteht aus Blutplasma und anderen Bestandteilen. Plasma ist der Bestandteil des Serums, das Blutgerinnungsfaktoren enthält.
  3. Blutplasma besteht aus Blutserum und anderen Bestandteilen. Serum ist der Bestandteil des Plasmas ohne die Blutgerinnungsfaktoren.
  4. Blutplasma besteht aus Blutserum und anderen Bestandteilen. Serum ist der Bestandteil von Plasma, dem Antikörper und Hormone fehlen.

Das Herz besteht aus drei Schichten, dem Epikard, dem Myokard und dem Endokard, wie in Abbildung 31.11 dargestellt. Die Innenwand des Herzens hat eine Auskleidung namens Endokard. Die Myokard besteht aus den Herzmuskelzellen, die die mittlere Schicht und den Großteil der Herzwand bilden. Die äußere Zellschicht wird als bezeichnet Epikard, von denen die zweite Schicht eine membranartige Schichtstruktur ist, die als bezeichnet wird Herzbeutel die das Herz umgibt und schützt, genügend Raum für kräftiges Pumpen bietet, aber auch das Herz an Ort und Stelle hält, um die Reibung zwischen dem Herzen und anderen Strukturen zu reduzieren.

Das Herz besitzt eigene Blutgefäße, die den Herzmuskel mit Blut versorgen. Die Koronararterien zweigen von der Aorta ab und umgeben die äußere Oberfläche des Herzens wie eine Krone. Sie divergieren in Kapillaren, in denen der Herzmuskel mit Sauerstoff versorgt wird, bevor sie wieder in die Herzkranzgefäße das sauerstoffarme Blut zurück in den rechten Vorhof zu bringen, wo das Blut über den Lungenkreislauf wieder mit Sauerstoff angereichert wird. Der Herzmuskel stirbt ohne eine kontinuierliche Blutversorgung ab. Arteriosklerose ist die Verstopfung einer Arterie durch die Ansammlung von Fettplaques. Aufgrund der Größe (schmal) der Koronararterien und ihrer Funktion, dem Herzen selbst zu dienen, kann Atherosklerose in diesen Arterien tödlich sein. Die Verlangsamung des Blutflusses und der anschließende Sauerstoffmangel als Folge von Arteriosklerose verursacht starke Schmerzen, bekannt als Angina, und eine vollständige Blockierung der Arterien verursacht Herzinfarkt: das Absterben von Herzmuskelgewebe, allgemein bekannt als Herzinfarkt.

Der Herzzyklus

Der Hauptzweck des Herzens besteht darin, Blut durch den Körper zu pumpen, es tut dies in einer sich wiederholenden Sequenz, die als Herzzyklus bezeichnet wird. Die Herzzyklus ist die Koordination der Füllung und Entleerung des Herzens mit Blut durch elektrische Signale, die dazu führen, dass sich die Herzmuskeln zusammenziehen und entspannen. Das menschliche Herz schlägt täglich über 100.000 Mal. In jedem Herzzyklus zieht sich das Herz zusammen (Systole), das Blut herauszudrücken und durch den Körper zu pumpen, es folgt eine Entspannungsphase (Diastole), wo sich das Herz mit Blut füllt, wie in Abbildung 31.12. Gleichzeitig ziehen sich die Vorhöfe zusammen und drücken Blut durch die Atrioventrikularklappen in die Ventrikel. Das Schließen der atrioventrikulären Klappen erzeugt einen einsilbigen „Lup“-Ton. Nach einer kurzen Verzögerung ziehen sich die Ventrikel zusammen und drücken gleichzeitig Blut durch die Semilunarklappen in die Aorta und die Arterie, die das Blut zur Lunge transportiert (über die Pulmonalarterie). Das Schließen der Halbmondklappen erzeugt einen einsilbigen „Dup“-Sound.

Das Pumpen des Herzens ist eine Funktion der Herzmuskelzellen oder Kardiomyozyten, die den Herzmuskel bilden. Kardiomyozyten, in Abbildung 31.13 gezeigt, sind charakteristische Muskelzellen, die wie der Skelettmuskel gestreift sind, aber wie die glatte Muskulatur rhythmisch und unwillkürlich pumpen. Sie sind durch interkalierte Scheiben ausschließlich mit dem Herzmuskel verbunden. Sie sind für eine gewisse Zeit selbststimuliert und isolierte Kardiomyozyten schlagen, wenn sie das richtige Gleichgewicht von Nährstoffen und Elektrolyten erhalten.

Das autonome Schlagen der Herzmuskelzellen wird durch den internen Schrittmacher des Herzens reguliert, der elektrische Signale verwendet, um den Herzschlag zu messen. Die in Abbildung 31.14 dargestellten elektrischen Signale und mechanischen Aktionen sind eng miteinander verflochten. Der interne Schrittmacher beginnt am Sinusknoten (SA), die sich in der Nähe der Wand des rechten Vorhofs befindet. Elektrische Ladungen pulsieren spontan vom SA-Knoten, wodurch sich die beiden Vorhöfe gleichzeitig zusammenziehen. Der Puls erreicht einen zweiten Knoten, den sogenannten atrioventrikulären (AV) Knoten, zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel, wo er für ungefähr 0,1 Sekunden pausiert, bevor er sich auf die Wände der Ventrikel ausbreitet. Vom AV-Knoten aus tritt der elektrische Impuls in das His-Bündel ein, dann zu den linken und rechten Bündelästen, die sich durch das interventrikuläre Septum erstrecken. Schließlich leiten die Purkinje-Fasern den Impuls von der Herzspitze zum ventrikulären Myokard und dann ziehen sich die Ventrikel zusammen. Diese Pause ermöglicht es den Vorhöfen, sich vollständig in die Ventrikel zu entleeren, bevor die Ventrikel das Blut auspumpen. Die elektrischen Impulse im Herzen erzeugen elektrische Ströme, die durch den Körper fließen und mit Elektroden auf der Haut gemessen werden können. Diese Informationen können als ein Elektrokardiogramm (EKG)-eine Aufzeichnung der elektrischen Impulse des Herzmuskels.

Link zum Lernen

Besuchen Sie diese Seite, um den „Schrittmacher“ des Herzens in Aktion zu sehen.

  1. Das ist positives Feedback. Wenn die Zahl der Krankheitserreger im Körper zunimmt, werden weniger weiße Blutkörperchen von der Stelle angezogen.
  2. Dies ist ein negatives Feedback. Wenn die Zahl der Krankheitserreger im Körper zunimmt, werden weniger weiße Blutkörperchen von der Stelle angezogen
  3. Das ist positives Feedback. Wenn die Zahl der Krankheitserreger im Körper zunimmt, werden mehr weiße Blutkörperchen von der Stelle angezogen.
  4. Dies ist ein negatives Feedback. Wenn die Zahl der Krankheitserreger im Körper zunimmt, werden mehr weiße Blutkörperchen von der Stelle angezogen.

Alltagsverbindung für AP®-Kurse

Ein Echokardiogramm (EKG) ist ein Ultraschall des Herzens, der verwendet wird, um festzustellen, ob die Herzklappen und Muskeln richtig funktionieren. Auf diesem Foto sind alle vier Herzkammern zu sehen.

Arterien, Venen und Kapillaren

Das Blut des Herzens wird durch ein komplexes Netzwerk von Blutgefäßen durch den Körper transportiert (Abb. 31.16). Arterien Blut vom Herzen wegnehmen. Die Hauptarterie ist die Aorta, die sich in Hauptarterien verzweigt, die Blut zu verschiedenen Gliedmaßen und Organen transportieren. Zu diesen Hauptarterien gehören die Halsschlagader, die Blut zum Gehirn transportiert, die Brachialarterien, die Blut zu den Armen transportieren, und die Brustarterie, die Blut zum Brustkorb und dann in die Leber-, Nieren- und Magenarterien für die Leber und die Niere transportiert , bzw. Magen. Die A. iliaca transportiert das Blut zu den unteren Gliedmaßen. Die großen Arterien divergieren in kleinere Arterien, und dann werden kleinere Gefäße genannt Arteriolen, um tiefer in die Muskeln und Organe des Körpers vorzudringen.

Arteriolen divergieren in Kapillarbetten. Kapillarbetten enthalten eine große Anzahl (10 bis 100) von Kapillaren die sich zwischen den Zellen und Geweben des Körpers verzweigen. Kapillaren sind Röhren mit schmalem Durchmesser, durch die rote Blutkörperchen in einer Reihe passen können und die Orte für den Austausch von Nährstoffen, Abfallstoffen und Sauerstoff mit Geweben auf zellulärer Ebene sind. Flüssigkeit tritt auch aus den Kapillaren in den Zwischenraum ein. Die Kapillaren konvergieren wieder in Venolen die mit kleinen Venen verbunden sind, die schließlich mit großen Venen verbunden sind, die kohlendioxidreiches Blut zum Herzen zurückführen. Venen sind Blutgefäße, die das Blut zum Herzen zurückbringen. Die großen Venen leiten das Blut aus den gleichen Organen und Gliedmaßen ab, die auch die großen Arterien versorgen. Über das Lymphsystem wird auch Flüssigkeit zum Herzen zurückgeführt.

Die Struktur der verschiedenen Arten von Blutgefäßen spiegelt deren Funktion oder Schichten wider. Es gibt drei verschiedene Schichten oder Tuniken, die die Wände der Blutgefäße bilden (Abbildung 31.17). Die erste Tunika ist eine glatte innere Auskleidung von Endothelzellen, die mit den roten Blutkörperchen in Kontakt stehen. Die endotheliale Tunika ist kontinuierlich mit dem Endokard des Herzens. In Kapillaren ist diese einzelne Zellschicht der Ort der Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den Endothelzellen und roten Blutkörperchen sowie die Austauschstelle über Endozytose und Exozytose. Die Materialbewegung am Ort der Kapillaren wird reguliert durch Gefäßverengung, Verengung der Blutgefäße und Gefäßerweiterung, Erweiterung der Blutgefäße, dies ist wichtig für die allgemeine Regulierung des Blutdrucks.

Venen und Arterien haben beide zwei weitere Tuniken, die das Endothel umgeben: Die mittlere Tunika besteht aus glatter Muskulatur und die äußerste Schicht aus Bindegewebe (Kollagen und elastische Fasern). Das elastische Bindegewebe dehnt und stützt die Blutgefäße, und die glatte Muskelschicht hilft, den Blutfluss zu regulieren, indem sie den Gefäßwiderstand durch Vasokonstriktion und Vasodilatation verändert. Die Arterien haben dickere glatte Muskulatur und Bindegewebe als die Venen, um dem höheren Druck und der höheren Geschwindigkeit des frisch gepumpten Blutes gerecht zu werden. Die Venen sind dünnwandiger, da der Druck und die Flussrate viel geringer sind. Darüber hinaus unterscheiden sich Venen strukturell von Arterien dadurch, dass Venen Klappen haben, um den Rückfluss von Blut zu verhindern. Da die Venen gegen die Schwerkraft arbeiten müssen, um das Blut zurück zum Herzen zu transportieren, unterstützt die Kontraktion der Skelettmuskulatur den Rückfluss des Blutes zum Herzen.

Wissenschaftliche Praxisanbindung für AP®-Kurse

Aktivität

Erstellen Sie eine Darstellung, um den Weg eines einzelnen roten Blutkörperchens auf seinem Weg von einer Vene in Ihrem Unterschenkel zur Lunge zu verfolgen, wo es Kohlendioxid abgibt und Sauerstoff aufnimmt. Beschreiben Sie dann den Weg, den Sie durch das Herz und die Gefäße nehmen, um zu Ihrem Unterschenkel zurückzukehren.

Denk darüber nach

Wie verbinden die Ereignisse im Herzzyklus das Kreislaufsystem mit dem Nervensystem?


Die Immunreaktion, die aus einer sofortigen Überempfindlichkeit resultiert, bei der eine Antikörper-vermittelte Immunantwort innerhalb von Minuten nach der Exposition gegenüber einem harmlosen Antigen auftritt, wird als an . bezeichnet Allergie

Abbildung 23.26. Beim ersten Kontakt mit einem Allergen wird ein IgE-Antikörper von Plasmazellen als Reaktion auf ein harmloses Antigen synthetisiert. Die IgE-Moleküle binden an Mastzellen, und bei sekundärer Exposition setzen die Mastzellen Histamine und andere Modulatoren frei, die die Allergiesymptome beeinflussen. (Kredit: Änderung der Arbeit durch NIH)

Eine verzögerte Überempfindlichkeit ist eine zellvermittelte Immunantwort, die nach der sekundären Exposition etwa ein bis zwei Tage benötigt, bis eine maximale Reaktion beobachtet wird. Diese Art von Überempfindlichkeit betrifft die Th1 Zytokin-vermittelte Entzündungsreaktion und kann sich als lokale Gewebeläsionen oder Kontaktdermatitis (Hautausschlag oder Hautreizung) manifestieren. Bei einigen Personen tritt eine verzögerte Überempfindlichkeit als Reaktion auf den Kontakt mit bestimmten Arten von Schmuck oder Kosmetika auf. Eine verzögerte Überempfindlichkeit erleichtert die Immunantwort auf Giftefeu und ist auch der Grund, warum der Hauttest auf Tuberkulose bei Personen, die zuvor exponiert waren, zu einer kleinen Entzündungsregion führt Mycobacterium tuberculosis . Aus diesem Grund wird Kortison zur Behandlung solcher Reaktionen eingesetzt: Es hemmt die Zytokinproduktion.


Zusammenfassung

Der Herzmuskel pumpt Blut durch drei Bereiche des Kreislaufsystems: koronare, pulmonale und systemische. Auf der rechten Seite befinden sich ein Atrium und ein Ventrikel und auf der linken Seite ein Atrium und ein Ventrikel. Das Pumpen des Herzens ist eine Funktion von Kardiomyozyten, charakteristischen Muskelzellen, die wie der Skelettmuskel gestreift sind, aber rhythmisch und unwillkürlich wie die glatte Muskulatur pumpen. Der interne Schrittmacher beginnt am Sinusknoten, der sich in der Nähe der Wand des rechten Vorhofs befindet. Elektrische Ladungsimpulse vom SA-Knoten bewirken, dass sich die beiden Vorhöfe gleichzeitig zusammenziehen, dann erreicht der Impuls den atrioventrikulären Knoten zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel. Eine Pause im elektrischen Signal ermöglicht es den Vorhöfen, sich vollständig in die Ventrikel zu entleeren, bevor die Ventrikel das Blut auspumpen. Das Blut aus dem Herzen wird durch ein komplexes Netzwerk von Blutgefäßen durch den Körper transportiert. Arterien führen das Blut vom Herzen weg und Venen bringen das Blut zurück zum Herzen.


212 Säugetierherz und Blutgefäße

Am Ende dieses Abschnitts können Sie Folgendes tun:

  • Beschreiben Sie die Struktur des Herzens und erklären Sie, wie sich der Herzmuskel von anderen Muskeln unterscheidet
  • Beschreibe den Herzzyklus
  • Erklären Sie die Struktur von Arterien, Venen und Kapillaren und wie das Blut durch den Körper fließt

Das Herz ist ein komplexer Muskel, der Blut durch die drei Bereiche des Kreislaufsystems pumpt: Koronar (Gefäße, die dem Herzen dienen), Lunge (Herz und Lunge) und System (System des Körpers), wie in (Abbildung) gezeigt. . Der herzeigene Koronarkreislauf nimmt Blut direkt aus der vom Herzen kommenden Hauptschlagader (Aorta) auf. Für den pulmonalen und systemischen Kreislauf muss das Herz Blut in die Lunge bzw. in den Rest des Körpers pumpen. Bei Wirbeltieren befindet sich die Lunge in der Brusthöhle relativ nah am Herzen. Die kürzere Pumpstrecke bedeutet, dass die Muskelwand auf der rechten Seite des Herzens nicht so dick ist wie auf der linken Seite, die genügend Druck haben muss, um das Blut bis zum großen Zeh zu pumpen.


Welche der folgenden Aussagen zum Kreislaufsystem ist falsch?

  1. Das Blut in der Lungenvene wird desoxygeniert.
  2. Das Blut in der unteren Hohlvene wird desoxygeniert.
  3. Das Blut in der Lungenarterie wird desoxygeniert.
  4. Das Blut in der Aorta wird mit Sauerstoff angereichert.

Struktur des Herzens

Der Herzmuskel ist aufgrund der Strecke, die das Blut im pulmonalen und systemischen Kreislauf zurücklegen muss, asymmetrisch. Da die rechte Seite des Herzens Blut zum Lungenkreislauf schickt, ist sie kleiner als die linke Seite, die im systemischen Kreislauf Blut zum ganzen Körper aussenden muss, wie in (Abbildung) gezeigt. Beim Menschen hat das Herz etwa die Größe einer geballten Faust, es ist in vier Kammern unterteilt: zwei Vorhöfe und zwei Herzkammern. Auf der rechten Seite befinden sich ein Atrium und ein Ventrikel und auf der linken Seite ein Atrium und ein Ventrikel. Die Vorhöfe sind die Kammern, die Blut aufnehmen, und die Ventrikel sind die Kammern, die das Blut pumpen. Der rechte Vorhof erhält sauerstoffarmes Blut aus der oberen Hohlvene, die Blut aus der Jugularvene, die aus dem Gehirn kommt, und aus den Venen, die von den Armen kommen, sowie aus der unteren Hohlvene, die Blut aus den kommenden Venen ableitet, ableitet von den unteren Organen und den Beinen. Darüber hinaus erhält der rechte Vorhof Blut aus dem Koronarsinus, der sauerstoffarmes Blut aus dem Herzen selbst ableitet. Dieses sauerstoffarme Blut gelangt dann durch die Atrioventrikularklappe oder die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer, eine Bindegewebsklappe, die sich nur in eine Richtung öffnet, um den Blutrückfluss zu verhindern. Die Klappe, die die Kammern auf der linken Seite der Herzklappe trennt, wird Biskuspidal- oder Mitralklappe genannt. Nachdem es gefüllt ist, pumpt der rechte Ventrikel das Blut durch die Lungenarterien unter Umgehung der Semilunarklappe (oder Pulmonalklappe) in die Lunge zur erneuten Sauerstoffversorgung. Nachdem das Blut die Lungenarterien passiert hat, schließen sich die rechten Semilunarklappen und verhindern, dass das Blut zurück in die rechte Herzkammer fließt. Der linke Vorhof erhält dann über die Lungenvenen das sauerstoffreiche Blut aus der Lunge. Dieses Blut fließt durch die Bikuspidalklappe oder Mitralklappe (die atrioventrikuläre Klappe auf der linken Seite des Herzens) zum linken Ventrikel, wo das Blut durch die Aorta, die Hauptschlagader des Körpers, ausgepumpt wird und sauerstoffreiches Blut zu den Organen transportiert Muskeln des Körpers. Sobald Blut aus der linken Herzkammer in die Aorta gepumpt wird, schließt sich die Aortensemilunarklappe (oder Aortenklappe) und verhindert, dass Blut in die linke Herzkammer zurückfließt. Dieses Pumpmuster wird als Doppelzirkulation bezeichnet und findet sich bei allen Säugetieren.


Welche der folgenden Aussagen zum Herzen ist falsch?

  1. Die Mitralklappe trennt den linken Ventrikel vom linken Vorhof.
  2. Das Blut wandert durch die Bikuspidalklappe zum linken Vorhof.
  3. Sowohl die Aorten- als auch die Pulmonalklappe sind Semilunarklappen.
  4. Die Mitralklappe ist eine atrioventrikuläre Klappe.

Das Herz besteht aus drei Schichten, dem Epikard, dem Myokard und dem Endokard, dargestellt in (Abbildung). Die Innenwand des Herzens hat eine Auskleidung, die als Endokard bezeichnet wird. Das Myokard besteht aus den Herzmuskelzellen, die die mittlere Schicht und den Großteil der Herzwand bilden. Die äußere Zellschicht wird als Epikard bezeichnet, wobei die zweite Schicht eine membranartige Schichtstruktur ist, die als Perikard bezeichnet wird und das Herz umgibt und schützt andere Strukturen.

Das Herz besitzt eigene Blutgefäße, die den Herzmuskel mit Blut versorgen. Die Koronararterien zweigen von der Aorta ab und umgeben die äußere Oberfläche des Herzens wie eine Krone. Sie divergieren in Kapillaren, in denen der Herzmuskel mit Sauerstoff versorgt wird, bevor sie wieder in die Koronarvenen konvergieren, um das sauerstoffarme Blut zurück in den rechten Vorhof zu bringen, wo das Blut über den Lungenkreislauf wieder mit Sauerstoff angereichert wird. Der Herzmuskel stirbt ohne eine kontinuierliche Blutversorgung ab. Arteriosklerose ist die Verstopfung einer Arterie durch die Ansammlung von Fettplaques. Aufgrund der Größe (schmal) der Koronararterien und ihrer Funktion, dem Herzen selbst zu dienen, kann Atherosklerose in diesen Arterien tödlich sein. Die Verlangsamung des Blutflusses und der anschließende Sauerstoffmangel als Folge von Atherosklerose verursacht starke Schmerzen, die als Angina pectoris bekannt sind, und eine vollständige Blockierung der Arterien führt zu einem Myokardinfarkt: dem Absterben von Herzmuskelgewebe, allgemein bekannt als Herzinfarkt.

Der Herzzyklus

Der Hauptzweck des Herzens besteht darin, Blut durch den Körper zu pumpen, es tut dies in einer sich wiederholenden Sequenz, die als Herzzyklus bezeichnet wird. Der Herzzyklus ist die Koordination der Füllung und Entleerung des Herzens mit Blut durch elektrische Signale, die dazu führen, dass sich die Herzmuskeln zusammenziehen und entspannen. Das menschliche Herz schlägt täglich über 100.000 Mal. In jedem Herzzyklus zieht sich das Herz zusammen ( Systole ), drückt das Blut aus und pumpt es durch den Körper. Es folgt eine Entspannungsphase ( Diastole ), in der sich das Herz mit Blut füllt, wie in (Abbildung) dargestellt. Gleichzeitig ziehen sich die Vorhöfe zusammen und drücken Blut durch die Atrioventrikularklappen in die Ventrikel. Das Schließen der atrioventrikulären Klappen erzeugt einen einsilbigen „Lup“-Ton. Nach einer kurzen Verzögerung ziehen sich die Ventrikel zusammen und drücken gleichzeitig Blut durch die Semilunarklappen in die Aorta und die Arterie, die das Blut zur Lunge transportiert (über die Pulmonalarterie). Das Schließen der Halbmondklappen erzeugt einen einsilbigen „Dup“-Sound.


Das Pumpen des Herzens ist eine Funktion der Herzmuskelzellen oder Kardiomyozyten, die den Herzmuskel bilden. Kardiomyozyten, gezeigt in (Abbildung), sind charakteristische Muskelzellen, die wie der Skelettmuskel gestreift sind, aber rhythmisch und unwillkürlich wie die glatte Muskulatur pumpen. Sie sind durch interkalierte Scheiben ausschließlich mit dem Herzmuskel verbunden. Sie sind für eine gewisse Zeit selbststimuliert und isolierte Kardiomyozyten schlagen, wenn sie das richtige Gleichgewicht von Nährstoffen und Elektrolyten erhalten.


Das autonome Schlagen der Herzmuskelzellen wird durch den internen Herzschrittmacher reguliert, der elektrische Signale verwendet, um den Herzschlag zu messen. Die in (Abbildung) dargestellten elektrischen Signale und mechanischen Aktionen sind eng miteinander verflochten. Der interne Schrittmacher beginnt am Sinusknoten (SA) , der sich nahe der Wand des rechten Vorhofs befindet. Elektrische Ladungen pulsieren spontan vom SA-Knoten, wodurch sich die beiden Vorhöfe gleichzeitig zusammenziehen. Der Puls erreicht einen zweiten Knoten, den sogenannten atrioventrikulären (AV) Knoten, zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel, wo er für ungefähr 0,1 Sekunden pausiert, bevor er sich auf die Wände der Ventrikel ausbreitet. Vom AV-Knoten aus tritt der elektrische Impuls in das His-Bündel ein, dann zu den linken und rechten Bündelästen, die sich durch das interventrikuläre Septum erstrecken. Schließlich leiten die Purkinje-Fasern den Impuls von der Herzspitze zum ventrikulären Myokard und dann ziehen sich die Ventrikel zusammen. Diese Pause ermöglicht es den Vorhöfen, sich vollständig in die Ventrikel zu entleeren, bevor die Ventrikel das Blut auspumpen. Die elektrischen Impulse im Herzen erzeugen elektrische Ströme, die durch den Körper fließen und mit Elektroden auf der Haut gemessen werden können. Diese Informationen können als Elektrokardiogramm (EKG) beobachtet werden – eine Aufzeichnung der elektrischen Impulse des Herzmuskels.


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Arterien, Venen und Kapillaren

The blood from the heart is carried through the body by a complex network of blood vessels ((Figure)). Arterien nehmen Blut vom Herzen weg. Die Hauptarterie ist die Aorta, die sich in Hauptarterien verzweigt, die Blut zu verschiedenen Gliedmaßen und Organen transportieren. Zu diesen Hauptarterien gehören die Halsschlagader, die Blut zum Gehirn transportiert, die Brachialarterien, die Blut zu den Armen transportieren, und die Brustarterie, die Blut zum Brustkorb und dann in die Leber-, Nieren- und Magenarterien für die Leber und die Niere transportiert , bzw. Magen. Die A. iliaca transportiert das Blut zu den unteren Gliedmaßen. The major arteries diverge into minor arteries, and then smaller vessels called arterioles , to reach more deeply into the muscles and organs of the body.


Arteriolen divergieren in Kapillarbetten. Capillary beds contain a large number (10 to 100) of capillaries that branch among the cells and tissues of the body. Kapillaren sind Röhren mit schmalem Durchmesser, durch die rote Blutkörperchen in einer Reihe passen können und die Orte für den Austausch von Nährstoffen, Abfallstoffen und Sauerstoff mit Geweben auf zellulärer Ebene sind. Flüssigkeit tritt auch aus den Kapillaren in den Zwischenraum ein. The capillaries converge again into venules that connect to minor veins that finally connect to major veins that take blood high in carbon dioxide back to the heart. Veins are blood vessels that bring blood back to the heart. Die großen Venen leiten das Blut aus den gleichen Organen und Gliedmaßen ab, die auch die großen Arterien versorgen. Über das Lymphsystem wird auch Flüssigkeit zum Herzen zurückgeführt.

Die Struktur der verschiedenen Arten von Blutgefäßen spiegelt deren Funktion oder Schichten wider. There are three distinct layers, or tunics, that form the walls of blood vessels ((Figure)). Die erste Tunika ist eine glatte innere Auskleidung von Endothelzellen, die mit den roten Blutkörperchen in Kontakt stehen. Die endotheliale Tunika ist kontinuierlich mit dem Endokard des Herzens. In Kapillaren ist diese einzelne Zellschicht der Ort der Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den Endothelzellen und roten Blutkörperchen sowie die Austauschstelle über Endozytose und Exozytose. The movement of materials at the site of capillaries is regulated by vasoconstriction , narrowing of the blood vessels, and vasodilation , widening of the blood vessels this is important in the overall regulation of blood pressure.

Venen und Arterien haben beide zwei weitere Tuniken, die das Endothel umgeben: Die mittlere Tunika besteht aus glatter Muskulatur und die äußerste Schicht aus Bindegewebe (Kollagen und elastische Fasern). Das elastische Bindegewebe dehnt und stützt die Blutgefäße, und die glatte Muskelschicht hilft, den Blutfluss zu regulieren, indem sie den Gefäßwiderstand durch Vasokonstriktion und Vasodilatation verändert. Die Arterien haben dickere glatte Muskulatur und Bindegewebe als die Venen, um dem höheren Druck und der höheren Geschwindigkeit des frisch gepumpten Blutes gerecht zu werden. Die Venen sind dünnwandiger, da der Druck und die Flussrate viel geringer sind. Darüber hinaus unterscheiden sich Venen strukturell von Arterien dadurch, dass Venen Klappen haben, um den Rückfluss von Blut zu verhindern. Da die Venen gegen die Schwerkraft arbeiten müssen, um das Blut zurück zum Herzen zu transportieren, unterstützt die Kontraktion der Skelettmuskulatur den Rückfluss des Blutes zum Herzen.


Abschnittszusammenfassung

Der Herzmuskel pumpt Blut durch drei Bereiche des Kreislaufsystems: koronare, pulmonale und systemische. Auf der rechten Seite befinden sich ein Atrium und ein Ventrikel und auf der linken Seite ein Atrium und ein Ventrikel. Das Pumpen des Herzens ist eine Funktion von Kardiomyozyten, charakteristischen Muskelzellen, die wie der Skelettmuskel gestreift sind, aber rhythmisch und unwillkürlich wie die glatte Muskulatur pumpen. Der interne Schrittmacher beginnt am Sinusknoten, der sich in der Nähe der Wand des rechten Vorhofs befindet. Elektrische Ladungsimpulse vom SA-Knoten bewirken, dass sich die beiden Vorhöfe gleichzeitig zusammenziehen, dann erreicht der Impuls den atrioventrikulären Knoten zwischen dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel. Eine Pause im elektrischen Signal ermöglicht es den Vorhöfen, sich vollständig in die Ventrikel zu entleeren, bevor die Ventrikel das Blut auspumpen. Das Blut aus dem Herzen wird durch ein komplexes Netzwerk von Blutgefäßen durch den Körper transportiert. Arterien führen das Blut vom Herzen weg und Venen bringen das Blut zurück zum Herzen.

Fragen zur visuellen Verbindung

(Figure) Which of the following statements about the circulatory system is false?

  1. Das Blut in der Lungenvene wird desoxygeniert.
  2. Das Blut in der unteren Hohlvene wird desoxygeniert.
  3. Das Blut in der Lungenarterie wird desoxygeniert.
  4. Das Blut in der Aorta wird mit Sauerstoff angereichert.

(Figure) Which of the following statements about the heart is false?

  1. Die Mitralklappe trennt den linken Ventrikel vom linken Vorhof.
  2. Das Blut wandert durch die Bikuspidalklappe zum linken Vorhof.
  3. Sowohl die Aorten- als auch die Pulmonalklappe sind Semilunarklappen.
  4. Die Mitralklappe ist eine atrioventrikuläre Klappe.

Rezensionsfragen

The heart’s internal pacemaker beats by:

  1. an internal implant that sends an electrical impulse through the heart
  2. the excitation of cardiac muscle cells at the sinoatrial node followed by the atrioventricular node
  3. the excitation of cardiac muscle cells at the atrioventricular node followed by the sinoatrial node
  4. the action of the sinus

During the systolic phase of the cardiac cycle, the heart is ________.

Cardiomyocytes are similar to skeletal muscle because:

  1. they beat involuntarily
  2. they are used for weight lifting
  3. they pulse rhythmically
  4. they are striated

How do arteries differ from veins?

  1. Arteries have thicker smooth muscle layers to accommodate the changes in pressure from the heart.
  2. Arteries carry blood.
  3. Arteries have thinner smooth muscle layers and valves and move blood by the action of skeletal muscle.
  4. Arteries are thin walled and are used for gas exchange.

Fragen zum kritischen Denken

Beschreiben Sie den Herzzyklus.

Das Herz empfängt ein elektrisches Signal vom Sinusknoten, das die Herzmuskelzellen in den Vorhöfen zur Kontraktion auslöst. Das Signal pausiert am atrioventrikulären Knoten, bevor es sich auf die Wände der Ventrikel ausbreitet, so dass das Blut durch den Körper gepumpt wird. Dies ist die systolische Phase. Das Herz entspannt sich dann in der Diastole und füllt sich wieder mit Blut.

Was passiert in Kapillaren?

Die Kapillaren tauschen grundsätzlich Materialien mit ihrer Umgebung aus. Ihre Wände sind sehr dünn und bestehen aus einer oder zwei Zellschichten, in die Gase, Nährstoffe und Abfälle diffundiert werden. Sie sind als Betten verteilt, komplexe Netzwerke, die sowohl Arterien als auch Venen miteinander verbinden.

Glossar


Kunstverbindung

Das Kreislaufsystem von Säugetieren ist in drei Kreisläufe unterteilt: den systemischen Kreislauf, den Lungenkreislauf und den Koronarkreislauf. Blut wird aus den Venen des systemischen Kreislaufs in den rechten Vorhof des Herzens und dann in die rechte Herzkammer gepumpt. Das Blut gelangt dann in den Lungenkreislauf und wird von der Lunge mit Sauerstoff angereichert. Aus dem Lungenkreislauf gelangt das Blut durch den linken Vorhof wieder in das Herz. Aus der linken Herzkammer gelangt das Blut durch die Aorta wieder in den systemischen Kreislauf und wird an den Rest des Körpers verteilt. Der Koronarkreislauf, der das Herz mit Blut versorgt, ist nicht dargestellt.

Struktur des Herzens

(a) Das Herz besteht hauptsächlich aus einer dicken Muskelschicht, dem Myokard, die von Membranen umgeben ist. Einwegventile trennen die vier Kammern. (b) Blutgefäße des Koronarsystems, einschließlich der Koronararterien und -venen, halten die Herzmuskulatur mit Sauerstoff versorgt.

Welche der folgenden Aussagen zum Herzen ist falsch?

  1. Die Mitralklappe trennt den linken Ventrikel vom linken Vorhof.
  2. Das Blut wandert durch die Bikuspidalklappe zum linken Vorhof.
  3. Sowohl die Aorten- als auch die Pulmonalklappe sind Semilunarklappen.
  4. Die Mitralklappe ist eine atrioventrikuläre Klappe.

Das Herz besitzt eigene Blutgefäße, die den Herzmuskel mit Blut versorgen. Die Koronararterien zweigen von der Aorta ab und umgeben die äußere Oberfläche des Herzens wie eine Krone. Sie divergieren in Kapillaren, in denen der Herzmuskel mit Sauerstoff versorgt wird, bevor sie wieder in die Herzkranzgefäße das sauerstoffarme Blut zurück in den rechten Vorhof zu bringen, wo das Blut über den Lungenkreislauf wieder mit Sauerstoff angereichert wird. Der Herzmuskel stirbt ohne eine kontinuierliche Blutversorgung ab. Arteriosklerose ist die Verstopfung einer Arterie durch die Ansammlung von Fettplaques. Aufgrund der Größe (schmal) der Koronararterien und ihrer Funktion, dem Herzen selbst zu dienen, kann Atherosklerose in diesen Arterien tödlich sein. The slowdown of blood flow and subsequent oxygen deprivation that results from atherosclerosis causes severe pain, known as angina , and complete blockage of the arteries will cause myocardial infarction : the death of cardiac muscle tissue, commonly known as a heart attack.


# 44 The circulatory system - blood vessels

The mammalian circulatory system is a abgeschlossen doppelt circulation, consisting of a Herz , Blutgefäße und Blut .

The heart produces high pressure --> blood moves through the vessels by mass flow.

The mammalian circulatory system is
closed: blood travels inside vessels
double circulatory :
pulmonal system: heart --> lungs --> heart
systemisch system : heart --> around the rest of body --> heart

  • Carry blood ein Weg from the heart.
  • Blood that flows through arteries is pulsing and at a high pressure .
  • Verfügen über thick , elastisch walls which can expand and recoil as the blood pulses through.
  • The artery wall contains variable amounts of smooth muscle. This muscle does nicht help to push the blood through them.
  • Arteries branch into smaller vessels called arterioles.
  • They contain smooth muscle in their walls, which can contract and make the lumen (space inside) smaller.
  • Helps to control the flow of blood to different parts of the body.
  • Tiny vessels with just enough space for red blood cells to squeeze through.
  • Their walls are only 1 cell thick, and there are often gaps in the walls through which plasma (the liquid component of blood) can leak out.
  • Deliver nutrients, hormones and other requirements to body cells, and take away their waste products.
  • Small size and thin walls minimise diffusion distance, enabling exchange to take place rapidly between the blood and the body cells.
  • Carry low-pressure blood back to the heart.
  • Their walls do not need to be as tough or as elastic as those of arteries as the blood is not at high pressure and is not pulsing.
  • The lumen is larger than in arteries, reducing friction which would otherwise slow down blood movement.
  • Contain valves, to ensure that the blood does not flow back the wrong way.
  • Blood is kept moving through many veins, for example those in the legs, by the squeezing effect produced by contraction of the body muscles close to them, which are used when walking.

Pressure changes in the circulatory system

The pressure of the blood changes as it moves through the circulatory system.

• In the Arterien , blood is at hoch Druck because it has just been pumped out of the heart. The pressure oscillates (goes up and down) in time with the heart beat. The stretching and recoil of the artery walls helps to smooth the oscillations, so the pressure becomes gradually steadier the further the blood moves along the arteries. The mean pressure also gradually decreases.

• The total cross-sectional area of the Kapillaren is greater than that of the Arterien that supply them, so blood pressure is less innerhalb der Kapillaren than inside arteries.

• In the Venen , blood is at a very low pressure , as it is now a long way from thepumping effect of the heart.


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