Blut, Herz, Kreislauf

Biopsychologie WiSe – Blut, Herz, Kreislauf
Blut, Herz, Kreislauf
1. Aufgaben und Zusammensetzung des Blutes
2. Blutstillung, Blutgerinnung und Fibrinolyse
3. Mechanik der Herzaktion
4. Anpassung der Herzleistung an den Bedarf
5. Arterieller und venöser Blutkreislauf
6. Methoden
Î Quelle: B&S Kap. 10
Herz-Kreislauf-System wichtig in klinischer Biopsychologie
Î Abb. B&S 10.21 (Abdominelle Fettleibigkeit)
Erwachsener hat 4-6 l Blut (6-8% des Körpergewichts)
1. AUFGABEN UND ZUSAMMENSETZUNG DES BLUTES
•
Aufgaben:
1. Transportmedium
o
Sauerstoff und Kohlendioxyd (Atmung)
o
Nährstoffe, Stoffwechselprodukte (Ernährung)
o
Hormone (auch Kommunikationsmedium,
endokrine Systeme)
2. Verteilung und Abführung von Wärme
3. Gerinnung
4. Abwehr von Krankheitserregern (humorale Immunität)
•
Zusammensetzung:
Undurchsichtige, rote Flüssigkeit aus Blutzellen und Plasma
o
Blutzellen:
-
Erythrozyten (rote Blutzellen)
-
Leukozyten (weiße Blutzellen)
-
Thrombozyten (Blutplättchen)
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-
Hämatokrit: Anteil der Blutzellen am Blutvolumen (=zellulärer
Bestandteil)
-
o
Mann: 44-46 Vol%, Frau: 41-43 Vol%
Plasma:
Î Abb. Blutbestandteile (siehe Abbildungsdatei)
o
-
65-80 g/l Plasma-Eiweiße (s.u.)
-
20 g/l niedermolekulare Substanzen (vor allem Elektrolyte)
-
900-910 g/l Wasser
Plasma-Eiweiße „Kolloide“, Durchmesser 1-100 nm
Î Abb. B&S 10.2 (5. Auflage) (in Abb. Serum nicht Plasma;
Serum= Plasma ohne Fibrinogen; siehe Gerinnung)
-
ca. 60% Albumin
-
Transferrin
-
Globuline (alpha-, beta-, gamma-Globuline, Transportfunktion,
Immunabwehr)
-
Gerinnungseiweiße (Fibrinogen) ca. 4% (s.o. nicht im Serum)
2. BLUTSTILLUNG, BLUTGERINNUNG UND FIBRINOLYSE
Î Abb. B&S 10.4 (5. Auflage)
•
Blutstillung (Hämostase)
-
stoppt Blutfluss aus Verletzungen, lebenswichtig
-
Abfolge:
1. Kontraktion des verletzten Gefäßes (Vasokonstriktion),
2. Pfropfenbildung aus Thrombozyten,
3. Blutgerinnselbildung (Thrombus),
4. Verfestigung des Thrombus durch Fibrinretraktion
•
Blutgerinnung
-
vielstufiger, enzymatisch gesteuerter Teilprozess der Blutstillung
(entspricht Punkt 3.)
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-
Abfolge:
1. Aktivierung Thrombokinase
2. Umwandlung von Prothrombin zu Thrombin durch
Enzym Thrombokinase
3. Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin durch Thrombin
4. Fibrin vernetzt sich mit Blutzellen zum Thrombus
•
Fibrinolyse
-
Auflösung des Thrombus nach „Reparatur“ des verletzten
Gefäßes durch das Enzym Plasmin (alt: Fibrinolysin)
•
Aktuelle Befunde: Blutgerinnungsfaktoren sind bei chronischem
Stress verändert; erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen
3. MECHANIK DER HERZAKTION
Î Abb. B&S 10.3 (und 10.14)
•
Herz: Doppelkammer-Druck-Volumen-Pumpe
•
Linkes Herz pumpt Blut in das arterielle Versorgungssystem (großer
Kreislauf)
•
Rechtes Herz pumpt Blut in die Lungen (kleiner Kreislauf)
•
Rückfluss des Blutes zum Herzen in Venen
•
Vorhöfe und Kammern:
-
beide Herzhälften haben je 2 Pumpräume: Vorhof und Kammer
-
Herzklappen trennen den Vorhof von der Kammer und die
Kammer von der Arterie; Ventilklappen öffnen nur in Richtung
des Blutflusses, sie ermöglichen Druckbildung und verhindern
Blutrückfluss
•
Gleichmäßige Versorgung der Organe durch Elastizität der
Arterienwände gesichert
Î Abb. B&S 10.4
•
Arbeitszyklus der Herzkammern:
1. Füllung (Blutsammlung im Vorhof, Fluss in Kammer;
Vorhofkontraktion)
2. Anspannung (Kontraktion der Kammermuskeln)
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3. Austreibung (Blut wird in die Arterie gedrückt)
4. Erschlaffung
•
Systole: Phase 2 und 3; Diastole: Phase 1 und 4; Herztöne
•
Blutdruck
Î Abb. B&S 10.9
-
Druck, gegen den die linke Kammer das Blut in die Aorta
auswerfen muss (Arterieller Blutdruck)
-
Gemessen werden der Spitzenwert während der Kontraktion des
Herzens (Systolischer Blutdruck) und der Minimalwert während
der Erschlaffungsphase (Diastolischer Blutdruck).
-
Der Blutdruck wird in mm Quecksilbersäule ausgedrückt.
-
Normwerte Æ z.B. 10-30 Jahre: 110/75; 30-40 Jahre: 125/85
-
Blutdruckamplitude: Differenz zwischen systolischem und
diastolischem Blutdruck
•
Herzzeitvolumen:
-
Ruhe: ca. 70 Herzschläge/min
-
pro Schlag werden 70 ml Blut aus der Kammer in die Arterie
gepumpt
-
70 Schläge/min x 70 ml Blut = 4,9 l Blut/min (sehr hohe
Variabilität zw. Menschen)
-
Belastung/Arbeit: Herzzeitvolumen kann bis auf 25-35 l/min
ansteigen
•
Herzinsuffizienz:
-
durch dauernde Überbelastung, Klappenfehler oder anderen
Gründen
-
fällt anfänglich nur bei Anstrengungen auf, später schon bei
leichter Arbeit (z.B. Treppensteigen)
-
Symptome: Atemnot, Herzschmerzen, Rhythmusstörungen,
Ödeme
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•
Spontanerregung und Erregungsausbreitung
Î Abb. B&S 10.5
-
alle Herzmuskelzellen sind netzförmig miteinander verknüpft;
dadurch schnelle Ausbreitung eines Signals über das gesamte
Herz; nahezu gleichzeitige Kontraktion (funktionelles Synzytium)
-
einige Zellen sind zur spontanen Erregungsbildung fähig:
Schrittmacherzellen (Entstehung des Aktionspotentials im
Sinusknoten; Ausbreitung über Atrio-Ventrikular [AV]-Knoten;
Erregungsleitung auf beide Kammern; lange Refraktärzeit ermöglicht
Rhythmizität)
4. ANPASSUNG DER HERZLEISTUNG AN DEN BEDARF
•
Herzzeitvolumen: 5 l/min (Ruhe), 10 l/min (leichte Arbeit),
25-35 l/min (schwere Arbeit)
•
Größeres Herzzeitvolumen wird erreicht
(a) durch Zunahme des Schlagvolumens (bis auf 140 ml/Schlag)
(b) durch Erhöhung der Herzfrequenz (bis auf ~180 Schläge/min)
•
Steuerung der Herzleistung durch
(a) das Herz selbst (Frank-Starling-Mechansimus) und
(b) die Herznerven
(a) Frank-Starling-Mechanismus: stärkere Füllung bewirkt verbesserte
Kontraktionsfähigkeit der Muskelfasern, dadurch erhöhtes
Schlagvolumen (über Dehnungsinformation)
(b) Herznerven:
Efferenzen und Afferenzen
o
Afferenzen:
-
Mechanosenoren melden via Vagus die Dehnung der
Vorhofwände (= Füllung der Vorhöfe)
-
Nozizeptoren informieren ZNS via sympathische Nerven über
Schmerzempfindungen (Herzschmerzen)
o
HINWEIS: Afferenzen gehören nicht zu Paras. bzw.
Symp. (nur Efferenzen), ziehen aber in diesen Nerven
mit!
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Î Abb. B&S 10.11
o
Efferenzen:
-
Sympathische Innervation: Noradrenalin-Ausschüttung führt
(a) zu einem Anstieg der Herzfrequenz und
(= positiv chronotrope Wirkung)
(b) zu einer Erhöhung der Kontraktionskraft
(= positiv inotrope Wirkung)
-
Parasympathische Innervation (Vagus): Acetylcholin verringert
die Herzfrequenz; überwiegend vagale Kontrolle des Herzens
unter Ruhebedingungen
•
Wirkungsgrad:
Î Abb. B & S 10.12
Optimaler Wirkungsgrad bei hohem Schlagvolumen und geringer
Herzfrequenz (Sportlerherz)
5. ARTERIELLER UND VENÖSER KREISLAUF
Î Abb. B&S 10.14
•
Zwei Teilkreisläufe: Körperkreislauf („großer Kreislauf“) und
Lungenkreislauf („kleiner Kreislauf“)
•
Arterie: vom Herzen weg; Vene: zum Herzen hin
•
sauerstoffreiches (‘arterielles’) Blut wird aus der linken Herzkammer
über die Hauptarterie des Körpers (Aorta) in den Körperkreislauf
gepumpt und gelangt in sämtliche Körperorgane (Ausnahme: Lunge);
Versorgung der Organe nach Bedarf
•
sauerstoffarmes (‘venöses‘) Blut wird zur rechten Herzkammer
transportiert und von dort in den Lungenkreislauf („kleiner Kreislauf“)
gepumpt;
•
in den Lungen wird das Blut mit Sauerstoff wieder beladen und
gelangt in die linke Herzkammer
•
Achtung: Lungenarterien enthalten sauerstoffarmes („venöses“) Blut,
Lungenvenen enthalten sauerstoffreiches („arterielles“) Blut
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•
Akute Anpassung der Durchblutung an den Bedarf
Î Abb. B&S 10.16
-
Verdoppelung des Radius bei gleichem Druck führt zu 16-facher;
Vervierfachung des Radius zu 256-facher Steigerung der
Durchblutung.
•
Regionale Anpassung:
-
sympath. Input in glatte Gefäßmuskulatur (Kontraktion); ein
Anstieg der Blutversorgung (z.B. Skelettmuskel bei Arbeit) erfolgt
hauptsächlich durch Erweiterung der Arteriolen (Reduktion der
Entladung: Vasodilatation) über die glatte Muskulatur.
-
Modulation der Gefäßweite erfolgt durch Gefäßnerven
(Sympathikus), Hormone (Renin, Angiotensin, Adrenalin,
Noradrenalin), Stickstoffmonoxyd (NO) und Metabolite
•
Überregionale Anpassung:
Zur Aufrechterhaltung des mittleren Blutdrucks im Gesamtsystem
stehen mehrere Reflexsysteme zur Verfügung: Î Abb. B&S 10.17
-
Barosensoren (=Barorezeptoren, Pressosensoren,
Pressorezeptoren) in Aorta und Halsarterien (v.a. im
Karotissinusbogen) messen kontinuierlich Blutdruck und melden
diesen ins ZNS
-
Kreislaufzentren (im Hirnstamm; siehe Vorlesung ANS) steuern
entsprechend Arbeitsleistung des Herzens (Herzfrequenz,
Schlagvolumen) und Gefäßweite über N. Vagus und sympath.
Nerven
6. METHODEN
Wichtig für Psychophysiologie, Verhaltensmedizin
•
Pulsmessung:
-
Druckpulswelle beginnt in Aorta (Hauptschlagader) und setzt
sich im gesamten arteriellen System fort (Puls)
-
kann im Handgelenk oder am Hals ertastet werden
-
entspricht Herzfrequenz
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•
Blutdruckmessung:
-
Methode nach Riva-Rocci (Blutdruckmesswerte werden häufig
mit „RR“ bezeichnet)
-
Manschette mit nachlassendem Druck verursacht KorotkovGeräusche
-
Beginn: systolischer BD ist stärker als Manschettendruck (Blut
kann wieder ungehindert fließen)
-
Ende: diastolischer Blutdruck ist stärker als Manschettendruck
(Geräusch Ende)
-
Wird mit Sphygmomanometer (aufpumpbare Manschette mit
Druckmesser) oder vollautomatischen Systemen gemessen
-
Kontinuierliche Messung über Ableitung an Fingerarterie
(FINAPRESS)
•
Elektrokardiogramm (EKG):
Abb. B&S 10.8 (nur zur Illustration)
-
Elektroden auf Hautoberfläche im Brustraum/oder Extremitäten
-
Ableitung von Spannungsunterschieden zwischen erregten und
unerregten Herzmuskelzellen
-
Messung von Frequenz und Rhythmus des Herzens
-
Es
können
Störungen
der
Erregungsausbreitung
sowie
Übererregungen (Flimmern) erfasst werden.
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