Anpassung des Herz-Kreislauf-Systems durch

» HERZ-KREISLAUF-SYSTEM DES MENSCHEN «
HERZ-KREISLAUF-SYSTEM
DES MENSCHEN
Autoren:
© 2015
Sarah Schönberg
WWW.KNSU.DE
Seite 1
» HERZ-KREISLAUF-SYSTEM DES MENSCHEN «
Übersicht




© 2015
Anpassungen des Herz-Kreislauf-Systems durch Sport
Aufbau und Funktionsweise des Herz-Kreislauf-Systems
o Herz
o Lungenkreislauf
o Körperkreislauf
Leistungsgrößen des Herzens
o Herzminutenvolumen (HMV)
o Schlagvolumen (SV)
o Herzfrequenz (HF)
Quellenverzeichnis
WWW.KNSU.DE
Seite 2
» HERZ-KREISLAUF-SYSTEM DES MENSCHEN «
Anpassung des Herz-Kreislauf-Systems durch Sport
Bei körperlicher Belastung, vor allem beim Sport treiben, benötigt der menschliche
Körper eine erhöhte Zufuhr an Sauerstoff und Nährstoffen, um Arbeit verrichten zu
können. Dazu muss das Herz das Blut mit den Versorgungsstoffen schneller durch
das Herz-Kreislauf-System pumpen, um die beanspruchten Muskeln entsprechend
zu versorgen. Dies geschieht durch eine Erhöhung des Herzminutenvolumens, das
durch die beiden Faktoren Herzfrequenz und Schlagvolumen bestimmt wird. Da die
Herzfrequenz jedoch nur bedingt steigen kann, muss sich vor allem das Schlagvolumen erhöhen, um eine bessere und schnellere Versorgung zu garantieren.
Bei ausreichender Trainingsbelastung, -dauer und -häufigkeit
kommt es zu funktionellen Anpassungen und Veränderungen des
Herz-Kreislauf-Systems. Das Herz erzielt sowohl in Ruhe als
auch unter Belastung ein höheres Schlagvolumen. Grund dafür
ist die Vergrößerung der Herzmuskels (Hypertrophie = Dickenwachstum) durch Dicken- und Längenzunahme der Herzmuskelfasern.
Abb. 1: Belastung beim
800m-Lauf
Ein solches Herz bezeichnet man, ab einem Herzvolumen von 900 ml bei Männern
und ab 600 ml bei Frauen, als Sportherz. Es ist überdurchschnittlich leistungsstark
und birgt keinerlei gesundheitlichen Risiken. Voraussetzung für die Ausbildung eines
Sportherzens ist ein langfristiges Ausdauertraining von mindestens fünf Stunden Umfang in der Woche bei optimalem Trainingsreiz. Verringert sich der Trainingsumfang
oder die Trainingsintensität, so bildet sich das Sportherz wieder zurück.
Ein weiterer Aspekt für die Zunahme des Schlagvolumens des Herzens ist zum einen
die Volumenerhöhung des Blutplasmas, wodurch mehr Blut durch die Ventrikel fließen kann. Zum anderen fördert Ausdauertraining gleichzeitig eine längere Füllungszeit während der Diastole (Erschlaffung des Herzmuskels). Durch die Vergrößerung
des Schlagvolumens in Ruhe als auch bei Belastung erreicht das Sportherz bei gleicher Herzfrequenz ein höheres Herzminutenvolumen gegenüber einem untrainierten
Herzen. Da der Organismus eines Ausdauertrainierten und eines Untrainierten im
Ruhezustand in etwa den selben Bedarf an sauerstoffreichem Blut und somit auch
das gleiche Herzminutenvolumen haben, benötigt das Herz des Ausdauertrainierten
weniger Schläge. Das erklärt warum ein Ausdauersportler meist einen deutlich niedrigeren Ruhepuls besitzt. Andersherum kann allerdings nicht von einer niedrigen
Herzfrequenz im Ruhezustand auf die Ausdauerleistungsfähigkeit geschlossen werden.
© 2015
WWW.KNSU.DE
Seite 3
» HERZ-KREISLAUF-SYSTEM DES MENSCHEN «
Aufbau und Funktionsweise des Herz-Kreislauf-Systems
Das Herz-Kreislauf-System ist das Transportsystem des Menschen. Es übernimmt
die wichtige Aufgabe den Körper mit notwendigen Nähr- und Wirkstoffen zu versorgen und den Abtransport von Stoffwechselendprodukten sowie die Versorgung mit
Sauerstoff zu gewährleisten. Das Herz-Kreislaufsystem lässt sich in den Körper- und
den Lungenkreislauf unterteilen. Das Herz dient dabei als Pumpe und ist die treibende Kraft für die Blutzirkulation. Als Transportmittel dient das Blut, welches über die
Blutgefäße, den Arterien und Venen, durch den gesamten Körper gepumpt wird.
Herz
Das Herz ist ein muskulöses Hohlorgan, das hinter dem Brustbein eingebettet zwischen den beiden Lungenflügeln liegt. Die Form des Herzens ähnelt jedoch nicht der
klassischen Herzform, sondern mehr einem leicht schräg liegenden Kegels. Von seiner Größe und seines Aussehens her ist es etwa mit einer geschlossen Faust vergleichbar. Das Herz liegt zu 2/3 in der linken Brustkorbhälfte und zu 1/3 im rechten
Brustkorb.
Herz
Mann (untrainiert)
Frau (untrainiert)
Herzgewicht
300-350g
250-300g
Herzvolumen
700-800ml
500-600ml
Herzgröße
etwa faustgroß
Die genannten Größen sind abhängig vom Alter, Konstitution
und dem Ausdauertrainingszustand.
Abb. 2: Kenngrößen des Herzens
Das Herz wird in eine rechte und eine linke Seite unterteilt. Die beiden Herzhälften
werden im Längsschnitt durch die Herzscheidewand voneinander getrennt. Sowohl
die rechte als auch die linke Herzseite lassen sich nochmals in zwei Hohlräume gliedern. Dies sind rechter Vorhof und rechte Herzkammer sowie auf der linken Herzseite linker Vorhof und linke Herzkammer. Die Herzkammern werden auch Ventrikel
genannt, die mit jeweils ihren Vorhöfen wie zwei Einzelpumpen funktionieren. Gemeinsam bilden sie jedoch eine funktionelle Einheit. Ihre zentrale Aufgabe ist die Aufrechterhaltung des Blutstromes innerhalb der Gefäße. So hat jede einzelne Kammer
im Ruhezustand eine Pumpleistung von etwa 7.000 Litern Blut pro Tag. Unter Belastung erhöht sich die Leistung um ein Vielfaches.
Vor jeder Herzkammer befinden sich die Vorhöfe, die auch Atrium genannt werden.
In den Vorhöfen wird das Blut, welches aus dem Lungenkreislauf bzw. aus dem Körperkreislauf zum Herz transportiert wird, aufgenommen und danach in die Herzkammer weitergegeben. Die Vorhöfe und die Herzkammern sind durch Herzklappen, den
Segelklappen voneinander getrennt. Sie funktionieren wie Rückschlagventile, die ein
Zurückfließen des Blutes verhindern und somit den Blutkreislauf aufrechterhalten.
© 2015
WWW.KNSU.DE
Seite 4
» HERZ-KREISLAUF-SYSTEM DES MENSCHEN «
Abb. 3: Aufbau des Herzens
Das Herz ist das Bindeglied zwischen Lungen- und Körperkreislauf. Seine Funktion
als Pumpe wird vom Herzmuskel durch den rhythmischen Wechsel von Kontraktion
(Systole) und Erschlaffung (Diastole) der Herzkammern bestimmt. In der Diastole
füllen sich die Herzkammern mit Blut, welches in der Systole wieder ausgestoßen
wird. So kann das Blut innerhalb von etwa einer Minute den gesamten menschlichen
Organismus durchlaufen.
Lungenkreislauf
Der Lungenkreislauf, der auch als kleiner Kreislauf bezeichnet wird, beginnt im rechten Vorhof. Sauerstoffarmes Blut wird von dort in die rechte Herzkammer weitergeleitet, die es dann über die Lungenarterie zur Lunge pumpt. In der Lunge erfolgt der
Gasaustausch. Kohlendioxid wird über die Atemwege nach außen abgegeben und
gleichzeitig wird Sauerstoff aus der Atemluft in die Lunge aufgenommen. Das nun mit
Sauerstoff angereicherte Blut wird anschließend über die Lungenvene in die linke
Herzseite weitergeleitet, wo der Körperkreislauf beginnt.
Körperkreislauf
Der Körperkreislauf wird auch großer Kreislauf genannt, der auf der linken Herzseite
beginnt. Das aus der Lunge mit Sauerstoff angereicherte Blut wird zuerst über den
linken Vorhof an die linke Herzkammer weitergegeben. Von dort wird das Blut durch
die Aorta, die Hauptschlagader, gepumpt und über die Arterien im gesamten Körper
des Menschen verteilt. Die Arterien bilden ein Versorgungsnetz, das mit den Ästen
eines Baumes, die immer dünner werden, vergleichbar ist. Diese kleinsten, haarfeinen Gefäße bezeichnet man auch als Kapillaren. In den Kapillaren erfolgt schließlich
die Abgabe von Sauerstoff und Nährstoffen in das Gewebe sowie die Aufnahme von
Kohlendioxid und Abfallstoffen. Über das Transportnetz der Venen wird das sauerstoff- und nährstoffarme Blut zurück in die rechte Herzseite transportiert, wo erneut
der Lungenkreislauf beginnt.
© 2015
WWW.KNSU.DE
Seite 5
» HERZ-KREISLAUF-SYSTEM DES MENSCHEN «
Abb. 4: Schaubild Herz-Kreislauf-System
Leistungsgrößen des Herzens
Herzminutenvolumen (HMV)
Das Herzminutenvolumen gibt die Menge Blut an, die innerhalb einer Zeiteinheit,
meist über eine Minute gerechnet, vom Herzen aus durch die Blutbahnen gepumpt
wird. Das HMV steigt mit zunehmender körperlicher Belastung und ist das Produkt
aus Schlagvolumen und Herzfrequenz. Diese Größe ist ein Begrenzungsfaktor der
körperlichen Leistungsfähigkeit. In Ruhe beträgt das Herzminutenvolumen etwa fünf
bis sechs Liter und kann durch Belastung bei Untrainierten auf das Vierfache ansteigen. Bei einem Trainierten steigt der Wert sogar auf bis zu 45 Liter/min.
Herzminutenvolumen = Herzfrequenz ∙ Schlagvolumen
Schlagvolumen (SV)
Das Schlagvolumen entspricht der Blutmenge, die während einer Kontraktion des
Herzens (Systole) aus dem Herz in die Blutbahn ausgeworfen wird. Die Höhe des
Schlagvolumens hängt wesentlich von der Größe des Herzens ab, die wiederum
durch den Trainingszustand und der Körpergröße bestimmt wird. Je nach Trainingszustand beträgt das Schlagvolumen in Ruhe etwa 55 -120 ml.
Herzfrequenz (HF)
Die Anzahl der Herzschläge pro Minute wird als Herzfrequenz bezeichnet. Die Herzfrequenz wird durch einige Faktoren beeinflusst. Dies sind z.B. das Lebensalter, TagNacht-Rhythmus, Trainingszustand, Körpertemperatur, emotionaler Zustand sowie
körperliche Belastung. Die Höhe der Herzfrequenz lässt sich durch Messen des Pulses am Hals oder an der Innenseite des Handgelenks kontrollieren. Im Ruhezustand
schlägt das Herz eines Untrainierten etwa 60 bis 80 Mal. Bei einem Trainierten ist
der Ruhepuls noch geringer.
© 2015
WWW.KNSU.DE
Seite 6
» HERZ-KREISLAUF-SYSTEM DES MENSCHEN «
Quellenverzeichnis
Literatur
Autor
Jürgen Weineck
Volker Scheid,
Robert Prohl
Literaturname
Sportbiologie
Kursbuch Sport 1 Sportbiologie
Erscheinungsort
Balingen
Wiebelsheim
Erscheinungsjahr
2004
2010
Verlag
Spitta
Limpert
Abbildung / Foto
Nummer
Titelbild, 3
1,2,4
Urheber
Thomas Schwelle, Sarah Schönberg
Sarah Schönberg
Urheber des Beitrages
Autor
Sarah Schönberg, Thomas
Schwelle / Lehramtsstudierende
© 2015
Berater
Minnich, Marlis
WWW.KNSU.DE
Institution
Institut für Sportwissenschaft, Universität
Koblenz- Landau, Campus Koblenz
Seite 7