Blutkreislauf

Der Blutkreislauf des Menschen

Das Blut fließt in einem geschlossenen Röhrensystem aus Arterien, Kapillaren und Venen durch den Körper. Es versorgt alle Organe, Gewebe und Zellen des Körpers mit lebenswichtigen Nährstoffen, Vitaminen, Mineralstoffen und Sauerstoff. Zudem werden Boten- und Signalstoffe sowie Abwehrzellen des Immunsystems zu den Zellen transportiert, während Stoffwechsel- und Abfallprodukte aus den Zellen über das Blut abtransportiert werden (Versorgungs- und Entsorgungsfunktion).

Der Herzmuskel stellt sicher, dass das Blut in sämtliche Regionen des Körpers gelangen kann. Hierzu schlägt das Herz im Durchschnitt 70 bis 80 Mal pro Minute und transportiert minütlich zwischen vier und sechs Litern Blut durch das Gefäßsystem. Das sind 360 Liter stündlich und 8.640 Liter täglich. Dabei verfügt das Herz mit seinen beiden Herzkammern über zwei synchronisierte Pumpen, die das Blut einerseits in Richtung Lunge und andererseits in alle restlichen Körperorgane und Extremitäten pumpen. Daher wird das Blutgefäßsystem in zwei ineinander geschaltete Kreisläufe aufgeteilt:

• den Lungenkreislauf und
• den Körperkreislauf

Der Lungenkreislauf (kleiner Blutkreislauf)

Der Lungenkreislauf beginnt in der rechten Herzhälfte. Das aus der oberen sowie unteren Hohlvene (Vena cava superior und Vena cava inferior) des Körperkreislaufs kommende sauerstoffarme und kohlenstoffdioxidreiche Blut fließt zunächst in den rechten Vorhof (Atrium cordis dextrum), anschließend durch die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer (rechter Ventrikel, Ventriculus dexter). Von dort wird das Blut durch die Pulmonalklappe in die Lungenschlagader (Truncus pulmonalis) gepumpt. Die Lungenschlagader verzweigt sich nach kurzem Verlauf zunächst in die rechte und linke Lungenarterie (Arteria pulmonalis dextra und Arteria pulmonalis sinistra). Diese verästeln sich in immer dünner werdende Arteriolen bis in die haarfeinen Kapillaren (Haargefäßen), die die 300 bis 500 Millionen Lungenbläschen netzartig umgeben und den Übergang zum Venensystem darstellen.

Durch eine dünne, nur aus einer Zellschicht bestehenden Wand zwischen Kapillaren und den mit Atemluft angefüllten Alveolen findet der Gasaustausch statt. Zum einen gelangt das Kohlendioxid aus dem Kapillarblut in die Lungenbläschen und kann über die Atemluft ausgeatmet werden. Zum anderen gelangt der mit der Atemluft aufgenommene Sauerstoff aus den Lungenbläschen in die Kapillaren und wird dort für den Weitertransport im venösen Teil des kleinen Kreislaufs an den roten Blutfarbstoff Hämoglobin gebunden.

Sauerstoffreiches Blut strömt anschließend durch die Venolen und mehrere Lungenvenen zurück in den linken Vorhof (Atrium cordis sinistrum) und mündet über die Mitralklappe in die linke Herzkammer (linker Ventrikel, Ventriculus cordis sinister). Vom linken Ventrikel aus wird das sauerstoffreiche Blut über die der linken Herzhälfte entspringenden Hauptschlagader (Aorta) in den Körperkreislauf gepumpt.

Der Körperkreislauf (großer Blutkreislauf)

Der Körperkreislauf geht von der linken Herzhälfte aus. Sauerstoffreiches und kohlenstoffdioxidarmes Blut aus dem Lungenkreislauf wird vom linken Ventrikel mit hohem Druck durch die Aortenklappe in die Hauptschlagader (Aorta) transportiert. Von der Aorta gehen auch die das Herz versorgenden Koronararterien ab. Im weiteren Verlauf verzweigt sich die Aorta in Arterien und Arteriolen und diese schließlich analog zum kleinen Kreislauf in haarfeine Kapillaren. Zwischen den Arteriolen und Venolen findet der Stoffaustausch zwischen Blut und den jeweiligen Gewebezellen statt. Aus dem Blut der Arteriolen gelangen Sauerstoff, Nährstoffe und Signalstoffe in die Gewebezellen, die im Gegenzug Stoffwechselprodukte wie Kohlenstoffdioxid abgegeben. Das jetzt sauerstoffarme und mit Kohlenstoffdioxid angereicherte Blut wird anschließend über die Venolen zurück in Richtung rechte Herzhälfte transportiert. Die Venolen schließen sich dabei zu größer werdenden Venen zusammen, bis sie schließlich in die Hohlvene (Vena cava) münden. Über diese gelangt das sauerstoffarme Blut zunächst in den rechten Vorhof und anschließend durch die Trikuspidalklappe in die rechte Herzkammer. Von dieser aus passiert es erneut den Lungenkreislauf.

Pfortaderkreislauf

Der Pfortaderkreislauf ist ein besonderer Teil bzw. „Nebenzweig“ des Körperkreislaufs. Zu diesem gehört der venöse Blutkreislauf von Magen, Darm, Milz und Bauchspeicheldrüse. Das aus diesen Organen kommende Blut wird zunächst in der Pfortader (Vena portae) gesammelt und anschließend zur Leber transportiert. Sämtliche mit der Verdauung aufgenommenen Nährstoffe werden über das Pfortadersystem durch die Leber geleitet, bevor diese über die untere Hohlvene in den eigentlichen Kreislauf gelangen (sogenannte Leberpassage). Die Leber ist ein bedeutendes Stoffwechselorgan, das die im Darm ausgenommenen Nährstoffe nach Bedarf speichert, umwandelt oder abbaut. Zugleich ist sie ein zentrales Entgiftungsorgan. Sie filtert die über die Nahrung aufgenommenen Giftstoffe (u. a. Alkohol), giftige Stoffwechselprodukte sowie unterschiedliche, über den Verdauungstrakt aufgenommene Medikamente aus dem Blut, bevor dieses den großen Kreislauf passieren kann. Zudem verstoffwechselt und eliminiert die Leber Abbauprodukte aus der Milz. Zu diesen gehört unter anderem Bilirubin, ein Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin.

Niederdruck- und Hochdrucksystem

Der Blutkreislauf wird darüber hinaus in ein Niederdruck- und Hochdrucksystem eingeteilt. Der kleine Kreislauf gehört zum Niederdrucksystem, da der Druck in seinen Gefäßen erheblich niedriger ausfällt als im Hochdrucksystem. Dies spiegelt sich auch im Blutdruck wider: Im Körperkreislauf beträgt der Blutdruck in Ruhe durchschnittlich 120/80 mmHg (= Millimeter Quecksilbersäule), im Lungenkreislauf dagegen lediglich 20/8 mmHg im Mittel.

Insgesamt werden das gesamte venöse Blutgefäßsystem, die Kapillaren, die Lungengefäße, die rechte Herzhälfte sowie der linke Vorhof und der linke Ventrikel in Diastole (Entspannungsphase) dem Niederdrucksystem zugeordnet. In diesem zirkulieren etwa 85 Prozent des Gesamtblutvolumens.

Wie wird das Blut durch das Blutsystem transportiert

Durch Herzmuskelkontraktionen wird das Blut in die vom Herzen wegführenden Blutgefäße gepumpt. Linksseitig über die Aorta in den Körperkreislauf, rechtsseitig über die Lungenschlagader in den kleinen Blutkreislauf. Die Wand der Arterien verfügt über eine dicke, elastische Schicht aus glatten Muskelzellen. Diese wird während des Pumpvorgangs gedehnt, sodass sich die Arterie weitet. Anschließend kontrahiert die Muskelschicht im geweiteten Bereich und presst das Blut ein Stück weit weiter. Die Arterien erweitern sich und kontrahieren mit dem Rhythmus des Herzschlags analog zu einer Druckwelle (auch Pulswelle), die sich über die gesamte Länge des Blutgefäßes fortsetzt. Die Druckwelle ist als Puls – beispielweise am Hals, Handgelenk oder an der Schläfe - palpierbar. Die rhythmische Kontraktion des Herzmuskels hält einen spezifischen Druck in den Blutgefäßen aufrecht – den sogenannten Blutdruck – und erzeugt so einen Blutstrom. Der Druck in den Blutgefäßen nimmt dabei mit größer werdendem Abstand zum Herzen und kleiner werdenden Blutgefäßen stetig ab.

Anders als eine Arterie verfügt eine Vene lediglich über eine dünne Gefäßwand, die nicht aktiv kontrahieren kann. Dafür ist diese äußerst dehnbar. In den Bereichen, in welchen sich Venen und Arterien eine Bindegewebshülle teilen, presst die Pulswelle in der Arterie auch die Wand der Vene zusammen und sorgt so für einen Weitertransport des Blutes. Die Muskelpumpe (auch als Venenpumpe bezeichnet) unterstützt zusätzlich den Blutkreislauf. Durch regelmäßige Muskelkontraktionen werden die Wände der in den Muskeln verlaufenden Gefäße komprimiert und das Blut dadurch stetig weiter gepresst. Zudem befinden sich in den Venen in bestimmten Abständen sogenannte Venenklappen, die ein Zurückfließen des Blutes verhindern. Das Blut kann dadurch lediglich in eine Richtung fließen. Fällt die Muskelpumpe etwa durch Bewegungsmangel oder Verletzungen aus, vermindert das vor allem den Rückfluss des Blutes aus den Beinvenen und erhöht so das Thromboserisiko.

Die Regulierung des Blutdrucks im Blutkreislauf

Die Regulierung des Blutdrucks erfolgt über verschiedene kurzfristige und langfristige Mechanismen unter Partizipation des vegetativen Nervensystems und unterschiedlicher Hormone. So kann der Blutdruck beispielsweise kurzfristig über Druckrezeptoren (Barorezeptoren) in den Blutgefäßwänden reguliert werden. Die bedeutendsten Druckrezeptoren sind dabei im Aortenbogen und in einer Gefäßerweiterung der inneren Halsschlagader – dem sogenannten Sinus caroticus der Arteria carotis interna - lokalisiert. Diese Rezeptoren „messen“ den in den Gefäßen herrschenden Blutdruck. Mit ansteigendem Blutdruck dehnen sich die Gefäßwände. Dies stimuliert die Druckrezeptoren, die sogenannte Impulsentladungen über die Nervenbahnen an die Medulla oblongata im zentralen Nervensystem leiten. Je größer die Dehnung der Gefäßwand, desto schneller senden die Rezeptoren dabei die Signale an das zentrale Nervensystem. Ab einer bestimmten Impulsfrequenz wird der Parasympathikus aktiviert, der wiederum eine langsamere Schlagfrequenz des Herzens sowie eine Weitung der Blutgefäße und damit eine Senkung des Drucks im Blutgefäßsystem auslöst. Bei Abfall des Blutdrucks wird umgekehrt der Sympathikus aktiviert, der die Herzfrequenz ansteigen und Gefäßwände verengen lässt und darüber zu einer Blutdruckerhöhung führt.

Daneben befinden sich in den Nieren Druckrezeptoren, die bei abnehmender Durchblutung der Nieren aktiviert werden und zu einer Ausschüttung von Renin führen. Dieser Botenstoff bewirkt wiederum eine Ausschüttung des Hormons Angiotensin II, das zu einer Verengung der Blutgefäße und somit einem erneuten Anstieg des Blutdrucks führt.

Langfristig wird der Blutdruck über den Wasser- und Elektrolythaushalt reguliert. Mit Blutdruckerhöhung kann über die Nieren vermehrt Wasser ausgeschieden werden. In der Folge nimmt das Blutvolumen ab und der Blutdruck sinkt. Umgekehrt halten die Nieren bei zu niedrigem Blutdruck verstärkt Wasser zurück und setzen so Blutvolumen und Blutdruck herauf.