Die Anatomie des menschlichen Herzens und das

Die Anatomie des menschlichen Herzens
und das Herz-Kreislauf-System
erstellt von: Mag. Lisa Andrea Zisser, BG/BRG Weiz
Fachbezug: Biologie und Umweltkunde
Schulstufe: 9. Schulstufe
Zeitaufwand: 2 Stunden
Techn. Voraussetzungen: Computer oder Tablet
Vorwissen: Material kann sowohl zur Vertiefung als auch zur Erarbeitung des Themas
genutzt werden
verwendete Links:
Video Herzanatomie: http://bgweiz.at/cms/files/videos/Herzanatomie_YouTube.mp4
Video Puls: http://bgweiz.at/cms/files/videos/Puls_YouTube.mp4
Zuordnung Herzanatomie: http://LearningApps.org/display?v=phvu3rv6a17
Wortgitter Begriffe Herz/Kreislauf: https://learningapps.org/display?v=p6iajc09a17
Lückentext Sinusknoten: https://learningapps.org/display?v=p97yk91on17
Lisa Zisser und Lorena Frieß
Ablauf
1. Erfassen wichtiger Informationen:
Die SchülerInnen lesen sich in Einzelarbeit die Informationsseiten (Anatomie des
menschlichen Herzens und das Herz-Kreislauf-System) durch und markieren im Text wichtige
Informationen. Die Inhalte sollen dabei auch in Form einer MindMap notiert werden. Hierbei
sollen die SchülerInnen einen ersten Schritt auf das Thema zugehen.
2. Video Herzanatomie
Die SchülerInnen sehen sich das Lehrvideo zum Sezieren eines Rinderherzens an (3:42min).
Im Video werden Informationen zur Anatomie des Herzens gegeben, wie auch wichtige
Sezierhinweise.
3. Zuordnung Fachbegriffe Herzanatomie
Die SchülerInnen nehmen eine Zuordnung von Fachbegriffen zur Herzanatomie vor (erstellt
mit learningapps.org). Die Informationsseiten können hierbei, wenn nötig, als Hilfsmittel
verwendet werden.
4. Video Puls
Die SchülerInnen sehen sich das Lehrvideo zur Pulsmessung an (2:55min). Im Video werden
Informationen zum Thema Puls und Blutdruck gegeben, ebenfalls werden die
beeinflussenden Faktoren genannt. Auch werden unterschiedliche Messverfahren
vorgestellt.
5. Lückentext Sinusknoten
Die SchülerInnen bearbeiten einen Lückentext zum Thema Sinusknoten und Herzfrequenz.
Als Wissensgrundlage dient hierbei der Informationstext.
6. Wortgitter Begriffe Herz/Kreislauf
Die SchülerInnen suchen in einem Wortgitter nach wichtigen Begriffen, die sie im Zuge ihrer
Arbeit kennengelernt haben (erstellt mit learningapps.org). Dies dient der Festigung neu
erworbener Fachbegriffe und wichtiger Schlagwörter im Zusammenhang mit dem Thema.
7. Placemat (Abschluss)
Zum Abschluss sortieren und sammeln die
SchülerInnen ihr neu erworbenes Wissen in Form
der Placemat-Methode in Gruppen von vier SuS. Die
Vorlage hierfür von der Lehrkraft bereitgestellt
(mind. A3).
Lisa Zisser und Lorena Frieß
Arbeitsaufträge „Die Anatomie des menschlichen Herzens
und das Herz-Kreislauf-System“
Bearbeite die folgenden Arbeitsaufträge der Reihe nach.
1) Lies dir die drei Informationsseiten zum Thema Herz und Kreislauf sorgfältig durch.
Unterstreiche während des Lesens wichtige Begriffe und Informationen. Lege in deinem
Heft auch eine MindMap an, die die relevanten Inhalte veranschaulicht.
2) Schau dir nun den Informationsfilm zur Herzanatomie an. Der Film zeigt dir wichtige
anatomische Strukturen eines Rinderherzens und beinhaltet auch Sezier-Tipps.
3) Wenn du dir den Film zur Herzanatomie angesehen hast, ordnest du der
Abbildung eines Herzens Begriffe richtig zu.
4) Nun kannst du dir einen Film zum Thema Puls und Pulsmessung ansehen. In diesem Film
werden dir unterschiedliche Möglichkeiten der Puls- und Blutdruckmessung vorgestellt
und erklärt, wovon die Vitalfunktionen beeinflusst und wie sie gesteuert werden.
5) Wenn du dir den Film zur Pulsmessung angesehen hast, füllst du den
Lückentext zum Thema Sinusknoten aus. (TIPP: Nütze die
Informationsseiten als Hilfestellung!)
6) Nachdem du nun schon sehr viel über das Herz und das Herz-KreislaufSystem erfahren hast, kannst du im Wortgitter sicher alle Begriffe finden,
die mit dem Thema zu tun haben.
7) Suche nun drei weitere SchülerInnen, die bereits alle anderen Aufträge erfüllt haben,
und führen mit ihnen ein Placemat durch. Die Vorlage hierfür findest du bei
deiner/deinem LehrerIn. Arbeitet sorgfältig und nutzt die Gelegenheit, um Unklarheiten
zu besprechen.
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Informationen zur Anatomie des Herzens und zum Herz-Kreislauf-System
Die Anatomie des menschlichen Herzens
und das Herz-Kreislauf-System
Das menschliche Herz ist ein sehr kräftiger (Hohl-)Muskel, der überwiegend aus Herzmuskel
besteht, und unermüdlich jeden Tag rund 7000 Liter Blut durch den Körper befördert. In der
Minute wird also circa das gesamte Blutvolumen des Körpers einmal durch das Herz
befördert. Seine hohe Effektivität hat das Herz seiner speziellen Anatomie zu verdanken, die
wir im Folgenden genauer betrachten.
Das Herz lässt sich hinter dem Sternum, dem Brustbein, lokalisieren. Bei einer ungefähren
Größe einer geballten Faust wird es in vier Herzkammern untergliedert. Grundsätzlich
unterscheiden wir zwischen der linken und der rechten Herzhälfte, die durch die
Herzscheidewand getrennt sind. Der Herzmuskel selbst wird von den Herzkranzgefäßen mit
Blut versorgt.
Balle deine Hand zu einer Faust, um erahnen zu können, wie „klein“ dein Herz
eigentlich ist, obwohl es täglich einen riesigen Kraftakt meistert. Die Größe ist
geschlechtsabhängig.
Die vier Herzkammern lassen sich wiederum in zwei kleinere Vor- und zwei größere
Hauptkammern unterteilen. Die rechte und linke Vorkammer des Herzens, auch Atrien
genannt, sind von einer relativ dünnen Wand umgeben. Hier sammelt sich das Blut, das aus
dem Körper- bzw. dem Lungenkreislauf zurückkommt.
Das menschliche Herz-Kreislauf-System lässt sich in Körper- und Lungenkreislauf
unterteilen.
Um den Rückfluss des Blutes zu verhindern, muss das Blut aus den Atrien die Segelklappen
passieren. Hierbei unterscheiden wir zwischen der Mitralklappe, die das linke Atrium mit der
linken Hauptkammer verbindet und zwei Segel besitzt, und der Trikuspidalklappe, die das
rechte Atrium mit der rechten Hauptkammer verbindet und drei Segel besitzt.
Zum Zeitpunkt der Entspannung aller Herzkammern kann der Großteil des Blutes aus den
Atrien in die beiden Ventrikel, die großen Herzkammern, fließen. Bevor sich die Ventrikel im
Zuge des Herzschlages kontrahieren, wird auch das restliche Blut aus den Atrien in die
Ventrikel gepresst. Die Ventrikel sind von deutlich dickeren Wänden umschlossen, wodurch
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eine kraftvollere Kontraktion ermöglicht wird als bei den Atrien. Der linke Ventrikel
kontrahiert am stärksten und versorgt so den Körperkreislauf mit den Organen mit
ausreichend Blut. Unabhängig von der unterschiedlichen Kontraktionskraft des linken und
rechten Ventrikels wird letztendlich dieselbe Menge an Blut durchgepumpt.
Aus dem rechten Ventrikel fließt sauerstoffarmes Blut über die Lungenarterie zur Lunge. Um
beim Verlassen des Ventrikels einen Rückfluss zu vermeiden, besitzen wir zwischen den
Ventrikeln und den nach außen mündenden Gefäßen sogenannte Taschenklappen. Hierbei
unterscheiden wir zwischen der Pulmonalklappe, zur Lungenvene, und der Aortenklappe, zur
Aorta. Vorbei an der Taschenklappe des rechten Ventrikels gelangt das Blut in die
Lungenarterie.
Arterien führen Blut vom Herzen weg, Venen wieder zurück.
Da wir zwei Lungenflügel besitzen, teilt sich dieses große Gefäß in zwei Äste. Nachdem das
Blut in den Lungenflügeln mit Sauerstoff angereichert wurde, fließt es über die Lungenvenen
in das linke Atrium zurück, vorbei an der Segelklappe, in den linken Ventrikel. Von hier aus
wird das Blut durch eine Kontraktion an der
linken Taschenklappe vorbeigepresst, um so
in die Aorta zu gelangen. Diese große Gefäß,
auch Hauptschlagader genannt, teilt sich in
viele kleinere Gefäße auf, um so den Körper
mit sauerstoffreichem Blut versorgen zu
können. Ist der Sauerstoff verbraucht,
gelangt das sauerstoffarme Blut aus dem
Körperkreislauf über die untere oder die
obere Hohlvene, je nachdem, ob das Blut aus
dem Kopf- oder dem unteren Körperbereich
Das menschliche Herz-Kreislauf-System im Überblick
(http://kompression.urgo.com/260-das-venensystem-als-teildes-herz-kreislauf-systems)
retour kommt, vorbei an der Segelklappe
wieder in das linke Atrium.
Schlägt Blut durch eine defekte Herzklappe zurück, werden Herzgeräusche hörbar,
die auf Anomalien hindeuten.
Im Herzzyklus – dem rhythmischen An- und Entspannen des Herzmuskels – differenzieren
wir zwischen der Systole (Kontraktionsphase) und der Diastole (Erschlaffungsphase). Ein
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Zyklus dauert rund 8 Sekunden. Je nachdem, wie hoch die Herzschlagfrequenz (Anzahl der
Schläge pro Minute) und das Herzschlagvolumen (Menge an Blut, die im Zuge einer
Kontraktion aus dem Ventrikel gepumpt wird) sind, lässt sich ein Herzminutenvolumen
errechnen, das wiederum die Blutvolumenkapazität des Herzens pro Minute darstellt.
Der Herzschlag des Menschen unterliegt einer sogenannten Autorhythmie. Unser Herzschlag
funktioniert also ganz ohne Signale vom Nervensystem. Gesteuert wird die Herzfrequenz
vom Sinusknoten, der wie ein natürlicher Herzschrittmacher wirkt. Dieser sendet elektrische
Impulse aus, die die Kontraktion des Herzens steuern und so einen rhythmischen Herzschlag
ermöglichen. Beim Erwachsenen schlägt das Herz im Ruhezustand des Körpers rund 70 Mal.
Hierfür erzeugt der Sinusknoten ein elektrisches Signal, das sich über die beiden
Atrienwände ausbreitet und die Kontraktion der Vorhöfe herbeiführt. Danach gelangt das
Signal an den AV-Knoten (auch Vorhofknoten), wo der elektrische Impuls verzögert wird, um
die Ventrikel vollständig entleeren zu können und dann in die Ventrikelwände weiter zu
fließen. Über die His-Bündel kann das Signal bis in die Herzspitze gelangen, ehe es über die
Purkinje-Fasern die gesamte Ventrikelwand durchströmt. Fällt der Sinusknoten aufgrund
einer Fehlfunktion aus, kann der Vorhofknoten seine Funktion in einer deutlich geringeren
Frequenz übernehmen.
Das EKG (Elektrokardiogramm) zeichnet die elektrische Reizleitung währende des
Herzschlages auf. Die entstehende Kurve gibt Aufschluss, ob die Reizweiterleitung
im Herzen einwandfrei abläuft.
Beeinflusst werden die Tätigkeit des Sinusknotens und damit die Aussendung der
elektrischen Impulse an das Herz durch mehrere Faktoren. Hierzu zählen die Nervenfasern
des Sympathicus, die die Herzfrequenz erhöhen, und die Nervenfasern des Parasympathicus,
die zur Verlangsamung der Frequenz führen. Auch Hormone, wie bsw. das von der
Nebenniere
ausgeschiedene
Adrenalin,
erhöhen
die
Herzfrequenz.
Ein
Körpertemperaturanstieg von nur 1°C steigert die Herzfrequenz um rund 10 Schläge pro
Minute, weshalb der Puls bei Fieber erhöht ist. Letztendlich lässt auch körperliche
Ertüchtigung, wie Sport oder andere Anstrengungen, die Herzfrequenz steigen.
Säuglinge haben einen deutlich höheren Puls als Erwachsene (Säuglinge 120
Schläge/min; Erwachsener 60-80 Schläge/min). Im Alter steigt er wieder leicht an
(Senioren: 80-85 Schläge/min). Bei aktiven Sportlern kann der Ruhepuls verringert
sein.
Lisa Zisser und Lorena Frieß
Online-Übungen
1) Zuordnung Herz Begriffe
Weblink: http://LearningApps.org/display?v=phvu3rv6a17
Vollbild-Link: http://LearningApps.org/watch?v=phvu3rv6a17
2) Wortgitter
Weblink: http://LearningApps.org/display?v=p6iajc09a17
Vollbild-Link: http://LearningApps.org/watch?v=p6iajc09a17
3) Lückentext
Weblink: http://LearningApps.org/display?v=p97yk91on17
Vollbild-Link: http://LearningApps.org/watch?v=p97yk91on17
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Vorlage Placemat
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