Herz (Cor)

Prinzip

Das Herz besteht aus vier Binnenräumen, zwei Kammern (Ventrikeln) und zwei Vorhöfen (Atrien), sowie vier Herzklappen. Dabei grenzen die Vorhöfe jeweils durch Segelklappen getrennt an die Ventrikel, die mit ihren abgehenden Gefäßen in die Lungen (= kleiner Kreislauf) bzw. den Körperkreislauf (= großer Kreislauf) führen.

Rechtes Herz

Der rechte Vorhof (Atrium cordis dextrum) ist durch die Trikuspidalklappe (Valva atrioventricularis dextra) vom rechten Ventrikel (Ventriculus cordis dexter) getrennt. Der Ventrikel transportiert das Blut dann in den Truncus pulmonalis. Dieser teilt sich anschließend in die zwei Lungenarterien (Aa. pulmonales) auf, welche in die rechte bzw. linke Lunge einmünden.

Rechter Ventrikel und Truncus pulmonalis sind durch die Pulmonalklappe (Valva trunci pulmonalis) abgegrenzt.

Linkes Herz

Die Mitralklappe (Valva atrioventricularis sinistra), auch Bikuspidalklappe genannt, trennt den linken Vorhof (Atrium cordis sinistrum) vom linken Ventrikel (Ventriculus cordis sinister). Das oxygenierte Blut gelangt aus der Lunge über die Lungenvenen (Vv. pulmonales) in den linken Vorhof. Von dort fließt es weiter in den linken Ventrikel und dann weiter in die Aorta. Im Anschluss an die Aorta wird das Blut in den Körperkreislauf verteilt.

Der linker Ventrikel und die Aorta sind durch die Aortenklappe (Valva aortae) voneinander getrennt.

Septen

Der rechte und linke Ventrikel liegen einander an, die gemeinsame Fläche ist das Ventrikelseptum (Septum interventriculare). Die Vorhöfe besitzen ebenfalls eine gemeinsame Fläche, das Vorhofseptum (Septum interatriale), welche jedoch deutlich kleiner ist.

Rechter Vorhof (Atrium cordis dextrum)

Der rechte Vorhof besteht aus einem Vorhofsinus (Sinus venarum cavarum) mit einem lateralen und dorsalen Anteil. Er liegt zwischen der V. cava superior und V. cava inferior, wobei das Blut aus diesen beiden Venen ungehindert ohne dazwischenliegende Klappen in den Vorhof einfließt. Der laterale Anteil ist dabei nach vorne gegen den Rest des Vorhofes durch den Sulcus terminalis abgegrenzt, welcher im Innenrelief der Crista terminalis entspricht, der dorsale grenzt an das Vorhofseptum. Letzteres stellt eine gemeinsame Fläche von rechtem und linkem Vorhof dar und besitzt eine glatte Oberfläche.

Oberhalb der Einmündungsstelle der V. cava inf. liegt die Fossa ovalis, welche vom Limbus fossae ovalis (Limbus Vieussenii) umsäumt ist. Sie ist das adulte Überbleibsel des Foramen ovale, welches während der Fetalperiode rechten und linken Vorhof miteinander verbindet. Dort wirkt es wie ein Ventil und lässt Blut praktisch nur vom rechten in den linken Vorhof passieren. In etwa 20% der Fälle besteht diese Verbindung noch (persistierendes Foramen ovale), hat jedoch in der Regel keine Auswirkung auf die Funktionalität: Der Druck ist nachgeburtlich im linken Vorhof größer als im rechten, daher drückt letzterer gegen das Ventil und verschließt es.

Die Einmündung der V. cava inf. in den rechten Vorhof (Ostium venae cavae inferioris) zeigt eine kleine Ausziehung, die Valvula venae cavae inferioris (Valvula Eustachii), welche während der Fetalzeit das Blut in das Foramen ovale leitet. Sie verlängert sich an ihrem oberen Randbereich zur Todaro-Sehne, welche in das Trigonum fibrosum dextrum übergeht.

Ventral davon liegt die Valvula sinus coronarii (Valvula Thebesii), welche den Vorhof vom Sinus coronarius trennt. Der Rand des septalen Trikuspidalsegels sowie die Strecke zwischen ventralem und dorsalen Ausläufer der Valvula Thebesii bilden das Koch-Dreieck, in dem der Atrioventrikularknoten (kurz: AV-Knoten) sitzt, eine Struktur des Erregungsbildungs- und -leitungssystems.

Von der Crista terminalis gehen kleine Muskelleisten (Musculi pectinati) in Richtung Ventrikel ab, die die übrige Innenfläche des Vorhofes sowie das rechte Herzohr (Auricula dextra) bedecken.

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Linker Vorhof (Atrium cordis sinistrum)

In den linken Vorhof münden in der Regel vier Lungenvenen (Vv. pulmonales dextra/sinistra superior und inferior), die frei von Klappen sind. Zwischen den Einmündungen ist die Oberfläche des Vorhofes glattwandig, sodass keine Blutströmungsturbulenzen auftreten.

Der linke Vorhof ist kleiner und dünnwandiger als der rechte, da das Blut aus dem flächenmäßig geringeren Niederdrucksystem der Lunge angesaugt wird und damit die aufzubringende Kraft geringer ist. Genau wie im rechten Vorhof finden sich Mm. pectinati, diese sind allerdings fast ausschließlich im linken Herzohr (Auricula sinistra) zu finden, weshalb das Innenrelief weitgehend glattwandig ist.

An der Berührstelle von linkem und rechtem Vorhof, dem Vorhofseptum, findet sich eine schmale Falte, die Valvula foraminis ovalis. Ein persistierendes Foramen ovale hat hier seine Übergangsstelle zwischen beiden Vorhöfen. Anders als der rechte Vorhof besitzt der linke keine Trennwand mit dem ihm spiegelbildlich gegenüberliegenden Ventrikel. Das Septum atrioventriculare bezeichnet daher ausschließlich die Verbindung zwischen rechtem Vorhof und linkem Ventrikel.

Rechter Ventrikel (Ventriculus cordis dextrum)

Die Form des rechten Ventrikels entspricht einer Pyramide. Die vordere Wand bildet auf der Außenseite die Facies sternocostalis, medial liegt das Ventrikelseptum, welches dorsal aus einer myokardialen Pars muscularis und ventral aus einer bindegewebigen, streifenförmigen Pars membranacea besteht. Die dorsale Wandfläche ist die kleinste und liegt dem Zwerchfell direkt an.

Das Ostium atrioventriculare dextrum bildet die Öffnung zwischen dem rechten Vorhof und Ventrikel und wird durch die Trikuspidalklappe verschlossen. Über die trichterförmige, glattwandige Ausflussbahn, dem Conus arteriosus (Infundibulum), wird das Blut weiter durch das kraniolateral gelegene Ostium trunci pulmonalis gelenkt, welches die Verbindung zum Truncus pulmonalis darstellt und durch die Pulmonalklappe verschlossen wird. Vom rechten Ventrikel strömt das Blut über die Aa. pulmonales in die Lungen, wird dort oxygeniert und gelangt über die Vv. pulmonales in den linken Vorhof.

Zwischen beiden Ostien befindet sich ein sichelförmiger Myokardbalken, die Crista supraventricularis, die eine Grenze zwischen den Ostien und dem Conus arteriosus darstellt. Der Bereich unterhalb der Crista ist funktionell als der eigentliche Ventrikel aufzufassen.

Der Ventrikel besitzt eine physiologische Ein- und Ausstrombahn, d.h. das einströmende Blut wird durch anatomische Strukturen „geleitet“, wobei seine Geschwindigkeit durch Erhöhung des Widerstandes und kontrollierte Erzeugung von Blutströmungsturbulenzen gesenkt wird. Die Einstrombahn wird durch die Hinter- und Vorderwand und die apikalen Abschnittes des Ventrikelseptums gebildet.

Der Bereich der Einstrombahn ist mit Trabeculae carneae durchsetzt, bei denen es sich um rundliche Muskelbälkchen handelt. Sie sind interindividuell verschieden ausgeprägt und im Vergleich zweier Herzen niemals identisch („Fingerabdruck des Herzens“). Einige Trabekeln, welche mit ihrer Basis an der Ventrikelwand ansetzen, sind an ihrer Spitze über Sehnenfäden (Chordae tendinae) mit den Segelklappen verbunden (Musculi papillares, Papillarmuskel). Eine prominente, bei allen Menschen zu findende Trabekel ist die Trabecula septomarginalis (Moderatorband von Da Vinci), die vom Ventrikelseptum zum vorderen Papillarmuskel (M. papillaris anterior) zieht.

Linker Ventrikel (Ventriculus cordis sinistrum)

Über das Ostium atrioventriculare sinistrum, welches durch die Mitralklappe verschlossen wird, fließt das Blut vom linken Vorhof in den linken Ventrikel. Die Wand ist etwa doppelt so dick und die mögliche Kraft drei- bis viermal so groß wie die des rechten Ventrikels. Dies führt zunächst zu einem vermeintlichen Widerspruch: "Wenn der linke Ventrikel eine höhere Kraft entwickelt, müsste dem rechten diese fehlen." Demgegenüber ist jedoch die Kraftentwicklung des linken Vorhofes kleiner als die des rechten, was im Mittel zu einer Angleichung der Leistung des linken und rechten Herzens führt.

Zudem werden Schlagvolumendifferenzen durch den Frank-Starling-Mechanismus ausgeglichen. 

Auch im linken Ventrikel gibt es eine Ein- und Ausstrombahn: der Einstrom verläuft entlang der Hinterwand, der linken Seitenwand sowie des apikalen Abschnittes des Ventrikelseptums. Der Ausstrom setzt sich in das Vestibulum aortae, einer Fläche kaudal des Ostium aortae, fort.

Der Binnenraum des linken Ventrikels enthält, genau wie der des rechten, Trabeculae carneae, Chordae tendinea und Papillarmuskeln. Letztere bilden zwei konstante Muskeln aus, den M. papillaris anterior und den häufig mehrköpfigen M. papillaris posterior.

Projektion

Das Herz wird auf den Rumpf in der unteren Hälfte der Regio praesternalis, dem kaudomedialen Anteil der Regio pectoralis und der medialen Hälfte der Regio inframammaria projiziert. Diese Projektion stellt einen Normzustand dar, die tatsächliche ist von mehreren Faktoren abhängig:

• Atemphase (Inspiration, Expiration, Atemruhestellung)
• Abschnitt des Herzzyklus (Systole, Diastole)
• Trainingszustand
• Alter
• Position (stehend, sitzend, liegend)
• Flüssigkeitshaushalt des Gefäßsystems

An der Thoraxwand liegt vornehmlich die Facies sternocostalis an. Der Bereich, der nicht von den Lungen überlagert wird, wird als Feld der absoluten Herzdämpfung bezeichnet, da hier beim Beklopfen des Thorax der Klopfschall stark gedämpft wird. Es entspricht in etwa dem dreieckigen, pleurafreien Bereich des Herzbeutels, der direkt dem Retrosternalraum anliegt (Trigonum pericardiacum). Die Differenz zwischen der Facies sternocostalis und der Projektion des Herzens ist das Gebiet der relativen Herzdämpfung und zeichnet die Herzkonturen auf die Körperoberfläche. Die Herzspitze projiziert sich auf den 5. Interkostalraum in der Medioklavikularlinie, wo auch der Herzspitzenstoß (Bewegung der „Ventilebene“ auf die Herzspitze zu) zu tasten ist.

Topographie

Das Herz liegt zwischen den Pleurahöhlen im unteren mittleren Mediastinum. Es sitzt dem Zwerchfell mit großer Fläche auf, berührt mit seiner Rückseite Trachea und Ösophagus und ist zwischen beiden Lungen eingelagert. An der ventralen Fläche liegt beim Kind der Thymus an, welcher mit zunehmendem Alter zum retrosternalen Fettkörper hypotrophiert.

Die Längsachse des Herzens zwischen Herzspitze und -basis zieht im Thorax von rechts oben dorsal nach links unten ventral mit einer Neigung von etwa 40 bis 45° in allen drei Ebenen (Horizontal-, Sagittal- und Frontalebene). Daher liegt der rechte Ventrikel ventral mit Fokus auf der linken Körperhälfte. Die Mitte des Ventrikels wird durch die Fläche zwischen Linea sternalis und Linea parasternalis gebildet, auf der Linea mediana findet sich der rechte Vorhof. Das linke Herz ist (außer einer kleinen Ecke des Vorhofs) von ventral im Wesentlichen nicht einsehbar. Die aus dem linken Ventrikel austretende Aorta ascendens verläuft entlang der Linea mediana.

Die beiden Lungen liegen dem Herzen etwas ventral an. Im oberen Abschnitt des vom Herzen eingenommenen Raumes befinden sich von rechts nach links die V. cava superior, die Aorta ascendens sowie der Truncus pulmonalis. Die Reihenfolge entspricht dem venösem Zufluss und arteriellem Abfluss in Körper- und Lungenkreislauf.

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Arterien

Die Herzkranzarterien, A. coronaria dextra und A. coronaria sinistra, beliefern das Herz mit oxygeniertem Blut. Beide Gefäße entspringen dem kaudalen Anteil der Aorta ascendens und zweigen sich in zahlreiche Äste auf, welche Vorhöfe und Ventrikel jeweils als arterielle Endäste versorgen.

Venen

Das Blut fließt über drei Gefäßsysteme ab:

• Sinus-Coronarius-System
• Transmurales System
• Endomurales System

​Etwa zwei Drittel fließen über epikardiale Venen in den Sinus coronarius und damit über den Vorhof ab, das übrige Drittel gelangt über transmurale und endomurale Venen direkt in die Ventrikel und Vorhöfe.

Lymphabfluss

In allen drei Schichten der Herzwand befinden sich winzige Lymphkollektoren. Die endokardialen fließen in die des Myokards ein, welche sich mit denen des Epikards verbinden und in Lymphbahnen entlang der Koronargefäße münden. In den myo- und epikardialen Schichten und entlang der Koronargefäße befinden sich mikroskopisch sichtbare Lymphknoten (Nll. cardiaci). Die Lymphgefäße treten durch den Umschlagrand des Herzbeutels und münden in tracheobronchialen und vorderen mediastinalen Lymphknoten.

Innervation

Die Innervation des Herzens erfolgt durch Sympathikus und Parasympathikus. Dies ermöglicht die Anpassung der Herzaktivität an die durch die inneren und äußeren Einflüsse bedingten Erfordernisse.

Systole und Diastole

Dieser sich wiederholende Ablauf, die Herzaktion (bestehend aus Systole und Diastole), spielt sich beim gesunden Menschen in Ruhe 60+/-10 mal pro Minute ab und verläuft wie folgt: Zu Beginn der Systole kontrahiert das Myokard und der Druck in den Ventrikeln steigt stark an, wobei die Klappen geschlossen sind. Übersteigt der Druck in den Ventrikeln den Druck in Aorta bzw. Truncus pulmonalis, öffnen sich die Taschenklappen und die Blutsäule (Schlagvolumen) wird ausgestoßen. Dabei wird das Herzskelett („Ventilebene“) in Richtung Herzspitze gezogen und das Herz mechanisch „ausgewrungen“.

Dadurch kommt es zu einer Vergrößerung der Vorhöfe, wodurch eine Pumpwirkung entsteht und das Blut ansaugt. Unterschreitet der Ventrikeldruck den Druck im nachfolgenden Gefäßsystem (Lungenkreislauf bzw. Körperkreislauf), schließen die Klappen. Der Druck in den Ventrikeln sinkt, das Volumen bleibt gleich. Unterschreitet der Ventrikel- den Vorhofdruck, öffnen die Segelklappen und das Blut strömt passiv ein. Die Vorhöfe kontrahieren (zusätzlicher Bluteinstrom) und der Zyklus beginnt von vorn.

Endokrine Funktion

Neben seiner mechanischen Funktion ist das Herz ein endokrines Organ. In den Herzohren werden zwei Hormone produziert: atriales natriuretisches Peptid (ANP) sowie Brain Natriuretic Peptide (BNP). Diese modulieren den Kontraktionszustand der Gefäßwände im gesamten Körper sowie die Natrium- und Wasserausscheidung der Nieren und sind ein Gegenspieler des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems. Adäquater Reiz für deren Freisetzung ist die Dehnung des Vorhofmyokards.

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