Kreislauf - mehrke.de

Kreislauf
Herzminutenvolumen
Ein erwachsener Mann hat
etwa 5,4l Blut in seinen
Blutgefäßen, eine Frau 4,5l
Dieses Blutvolumen wird in
Ruhe in 1 min einmal durch
den Kreislauf gepumpt
Funktion des Herzens
• Jeder Mensch verfügt über zwei
Kreisläufe, den Körper- und
den Lungenkreislauf, die
beide im Herz
zusammenkommen
• Die linke Kammer pumpt das
sauerstoffreiche Blut von der
Lunge in den Körper
• Die rechte Kammer pumpt das
sauerstoffarme Blut wieder in
den Lungenkreislauf
Das transportierte Volumen ist in beiden
Kreisläufen gleich (Kreisläufe sind
hintereindergeschaltet)!
Dr. G. Mehrke
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Funktionelle Organisation der Gefäßsystems
• Aorta und große
Arterien
Windkesselgefäße
Venolen
Venen
• Arteriolen
Venöses
System
Widerstandsgefäße
Arterielles
System
15%
80%
• Kapillaren
Austauschgefäße
• Venen und
Venolen
Kapillaren
Kapazitätsgefäße
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5%
Arteriolen
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Blutspeicher & Windkessel
Dr. G. Mehrke
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Veränderung von Blutdruck,
Gesamtquerschnitt und
Lineargeschwindigkeit im
Blutkreislauf
Beachte: Der systemische arterielle
Blutdruck (hydrostatischer Druck)
zeigt systolisch-diastolische
Schwankungen. Der Mitteldruck sinkt
in den Arterien kaum ab (wenig
Widerstand), fällt jedoch in den
Arteriolen (Widerstandsgefäße) rapid
ab und liegt zu Beginn der Kapillaren
bei etwa 35 mmHg und sinkt dort auf
etwa 15 mm Hg ab. Bei Rückkehr zum
re. Herzen liegt der Druck bei 0.
Die treibende Kraft des Blutflusses (P
von der Aorta zurück zum Herz =
hydrodynamischer Druck ) beträgt
ca. 100 mmHg.
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Welche Besonderheiten finden Sie 5
beim Lungenkreislauf ?
Lungenkreislauf - Niederdrucksystem
In der A. pulmonalis beträgt der
systolische Druck ca. 20-25 mm Hg,
der diastolische Druck ca. 9-12 mm Hg
und der mittlere Druck ca. 14 mm Hg.
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Körperkreislauf
In der Aorta beträgt der systolische
Druck ca. 120 mm Hg, der diastolische
Druck ca. 80 mm Hg in Ruhe.
In den Venen beträgt er nur
wenige mm Hg und kann sogar
negativ werden.
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Arterien und Venen
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Blutgefässe: 3 Schichten
Vene
Arterie
Basalmembran
Endothel
100 µm
Venenklappe
Endothel
glatte
Muskeln
Endothel
Kapillare
Bindegewebe
glatte
Muskeln
Bindegewebe
Arterie
Vene
Venole
Arteriole
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Gefäßwand
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Arterien
• In den Arterien
(Ausnahme:
Lungenarterien)
fließt immer
sauerstoffreiches
Blut
• Arterien führen das
Blut immer vom
Herzen weg
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Aufbau einer Arterie
Die Arterienwand besteht aus
3 Schichten:
•
Innen die Tunica interna
(Intima), dünne Schicht
aus Endothel
•
die mittlere Schicht,
Tunica Media, enthält
neben Bindegewebe
glatte Muskelzellen
•
die Arterie wird von einer
elastischen Hülle aus
Bindgewebe und Epithel
umgeben,
Tunica externa
(Adventitia)
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Windkesselfunktion und Puls
Die herznahen elastischen Arterien
(„Windkessel“) werden bei der
Austreibungsphase durch den
Blutausstoß gedehnt. Die kinetische
Auswurfenergie wird als potentielle
Energie (Dehnung der elastischen
Fasern) gespeichert und
kontinuierlich freigesetzt. Hierdurch
wird trotz diskontinuierlicher
Pumptätigkeit ein kontinuierlicher
Blutfluss erzeugt.
Die Druck- und Dehnungswelle der
Aorta pflanzt sich als Pulswelle mit
großer Geschwindigkeit über das
Arteriensystem bis in die Arteriole fort.
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Die Venen
Das Blut wird durch
wechselnde
Anspannung der
Muskulatur, z.B. beim
Laufen, in Richtung
Herz gepresst. So
entsteht in der
entleerten Vene ein
Unterdruck, der wieder
Blut nachsaugt. Also ist
die Bewegung sehr
wichtig für Funktion der
Venen - Muskelpumpe
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Arterienpumpe
Auch unsere Arterien wirken
indirekt auf den
Rücktransport des
Venenblutes zum Herzen:
Die Schwingungen
pulsierender Arterien, die
dicht neben den Venen
verlaufen, übertragen sich
auf die Venenwände und
drücken - ähnlich wie
angespannte Muskeln - die
Venen zusammen. Außer
unserer Muskelpumpe
haben wir also auch noch
eine „Arterienpumpe“.
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Venenklappen
Venenklappen verhindern, dass das Blut
zurückströmt
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Venöser Blutfluss
Kaum von Herz-Kontraktion getrieben
Verstärkt durch:
Muskelbewegung bei körperlicher Arbeit – Muskelpumpe
Pulswelle (paralleler Verlauf von Arterien und Venen)
Brustkorbbewegung
Wichtig: Taschenklappen in Beinvenen zur Vermeidung von Rückfluss
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Arteriolen
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Die Endstrombahn (terminale Strombahn)
Schlüsselstelle für
die Blutzuteilung zu
den Organen
Regelung:
• Lokal metabolisch
• Nerval (Sympathikus)
• Humoral (Hormone,
Transmitter, vasoaktive
Substanzen)
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Laplace Gesetz
Der Hydrostatische Druck, der
auf die Gefäßwand wirkt (der
transmurale Druck) dehnt die
Gefäßwand und erzeugt eine
Wandspannung, die
tangentiale Wandspannung T.
T = pt . r
Sie entspricht der Kraft (K), mit der bei
einem Schnitt durch die Gefäßwand (L)
die Schnittränder tangential
auseinanderstreben.
Bei konstantem hydrostatischen Druck im Gefäß (pt) ist somit die Wandspannung
umso größer, je größer der Radius ist. Diese Wandspannung entspricht aber auch
der Kraft, mit der die glatte Gefäßmuskulatur dem Innendruck das Gleichgewicht
hält, oder ihm gegenüber das Gefäß verengt.
Bei gleichem Innendruck benötigen deshalb kleine Blutgefäße zur
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Vasokonstriktion weniger
Kraft, als große Gefäße.
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Strömungsgesetze  Blutstrom, -druck
Durchmesser
(cm2)
Strömungsgeschwindigkeit
(cm/sec)
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0
50
40
30
20
10
0
0.026 cm/sec
Stromzeitvolumen konstant
systolischer Druck
Vena cava
Venen
Venoles
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Kapillaren
Arteriolen
Arterien
diastolischer Druck
Aorta
hydrostatischer
Druck
(mm Hg)
120
100
80
60
40
20
0
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Kapillaren
Austauschgefäße:
• Geringer Durchmesser
• Dünne Wandung
• Endothelzellen
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Die Kapillaren
Austauschgefäße
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Treibende Kraft für den Transport von
Flüssigkeit:
Filtrierende und rückresorbierende Kraft im Kapillarbereich
Plasmaproteine
verbleiben
30 mmHg
Kapillare
arterieller Schenkel
Blut (Zellen + Plasma)
p

20 mmHg
Interstitielle
Flüssigkeit
Blut (Zellen + Plasma)
Plasmaproteine
erzeugen
Onkotischen Druck
Filtration
15 mmHg
p
20 mmHg

Resorption
venöser Schenkel
Am Beginn der Kapillare überwiegt der hydrostatische Druckgradient die filtrierende Kraft,
am Ende der Kapillare der onkotische Druckgradient (osmot. Kraft der
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Plasmaproteine) - die rückresorbierende Kraft.
Mikrozirkulation
Austausch von Material zw. Kapillaren, interstitieller Flüssigkeit und Lymphe
1. Endocytose/Exocytoste durch Endothelzellen
2. Diffusion (O2, CO2)
3. Massenstrom zwischen Endothelzellen (Wasser, Zucker, Harnstoff etc.):
15% Lymphsystem
Kapillare
(4 L pro Tag)
85% (23 L pro Tag)
venöses Blut
Blutfluss
(7000 L pro Tag)
Arteriole
Venole
osmotischer Druck
Druck
Blutdruck
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Fluss nach aussen
Fluss nach innen
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Treibende Kraft für den Transport :
Filtration und Rückresorption an der Kapillarschranke
• Der Flüssigkeitsaustausch zwischen Kapillare und Gewebe erfolgt durch
Filtration in den ersten 2/3 und Resorption im letzten 1/3 der Kapillare.
• Der nicht mehr resorbierte Flüssigkeitsüberschuss wird über die
Lymphgefäße abgeführt.
• Jede Senkung des onkotischen Gradienten,
jede Erhöhung des hydrostatischen Venolendrucks und jede
Blockierung des Lymphabflusses führt zu
Flüssigkeitsansammlungen im Gewebe ( = zu Ödemen)
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Blutfluss im Kapillarbett
Hirn, Herz, Nieren, Leber immer voll durchblutet
total: nur 5-10% aller Kapillaren gleichzeitig durchblutet
Blutverteilung im Kapillarbett:
a) Vasokonstriktion/dilatation
b) präkapilläre Sphinkter
Metarteriole
Prekapilläre Sphinkter
Arteriole
Venole
Kapillaren
Sphinkter entspannt
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Sphinkter kontrahiert
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Regulation der Gefäßweite
Dilatation
Ca2+ 
Vasodilatation:
• Dopamin über D1-Rezeptoren
• Adrenalin über 2-Rezeptoren
• Atriales Natriuretisches Peptid
(ANP)
• Stickstoffmonoxid (NO),
das im Endothel durch Wirkung von
zirkulierendem Bradykinin, Serotonin
(aus Thrombozyten), Acetylcholin oder
ATP gebildet wird)
• Prostazyklin (aus dem
Endothel)
Vasokonstriktion:
• nerval (aus Varikositäten)
freigesetztes Noradrenalin (NA)
und zirkulierendes Adrenalin über
 -Rezeptoren
• Neuropeptid-Y (NPY)
nerval (aus Varikositäten)
• Vasopressin (ADH)
• Angiotensin I und II
Kontraktion
Ca2+ 
• Endothelin aus dem Endothel
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(stärkstes endogenes
Vasokonstringens)
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Blutdruck –
Gefäßquerschnitt –
Strömungsgeschwindigkeit
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Regulation - Blutdruck, Blutfluss
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Rezeptoren
Aorta und Carotissinus - Atrien
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Zentrale Kreislaufregulation
afferent
N. glossopharyngeus
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VMZ
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Lagewechsel
Orthostase
Lagewechsel vom Liegen zum Stehen:
• Die Beingefäße werden zusätzlich mit
einem hydrostatischen Druck belastet,
es kommt zur Ausweitung der Venen
und zum Versacken des Blutes (ca.
0.4l) dieses Blut wird im wesentlichen
dem zentralen Blutvolumen
(Lungenkreislauf) entnommen → der
venöse Rückstrom zum li Herzen sinkt,
und damit auch das Schlagvolumen
und das Herzzeitvolumen
→ der orthostatische Reflex sorgt
dafür, dass reflektorisch die
Herzfrequenz und der periphere
Gefäßwiderstand erhöht werden.
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Temperaturregulation
Der Hypothalamus, im Zwischenhirn, steuert
den Wärmehaushalt.
Durch Regulation der Hautdurchblutung wird
mehr oder weniger Wärme abgegeben.
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Thermogramm
Dr. G. Mehrke
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Arterien
1 - Aorta - Pars ascendens;
2 - Arcus aortae;
3 - A. carotis communis
sinistra;
4 - A carotis externa sinistra;
5 - A. carotis interna sinistra;
6 - A. subclavia sinistra;
7 - Truncus
brachiocephalicus;
8 - Pars thoracica aortae;
9 - Pars abdominalis aortae;
10 - A iliaca communis;
11 - A renalis –
12 - A testicularis (ovarica);
13 - A mesenterica
superior;
14 - A mesenterica
inferior;
15 - A axillaris;
16 - A brachialis;
17 - A radialis;
18 - A ulnaris;
19 - A iliaca interna;
20 - A iliaca externa;
21 - A femoralis;
22 – A. poplitea;
23 - A. tibialis anterior;
24 - A tibialis posterior
Dr. G. Mehrke
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Venen
1 - V. jugularis interna;
2 - V. subclavia;
3 - V. brachiocephalica
sinistra;
4 - V. cava superior;
5 - V. iliaca externa;
6 - V. iliaca interna;
7 - V. iliaca communis;
8 - V. cava inferior;
9 - V. renalis;
10 - Vv. hepaticae;
11 - V. azygos;
12 - V. hemiazygos
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Blutdruckmessung
Dr. G. Mehrke
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Blutdruckmessung
“Blutdruck: 120/70“
Druck in
Manschette
> 120
Manschette
120
Druck in
Manschette
< 120
Druck in
Manschette
< 70
120
70
Arterie
Geräusch in
Stethoskop
kein
Geräusch
Arterie
zu
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Blutdruck
Abhängig von:
• Herzzeitvolumen (Blutvolumen)
• peripherer Widerstand
Vasokonstriktion (glatte Muskeln kontrahiert)
Vasodilatation (gl. Muskeln entspannt),
z.B. in arbeitendem Muskel (ausgegl. durch Herzzeitvol.)
• Schwerkraft
Mensch: Kopf ca. 35 cm höher als Herz
(d.h. 28mm Hg zusätzl. Druck nötig)
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Herzkreislauf-Erkrankungen
Binde
gewebe
Glatter Muskel
Endothel
(a) Normale Arterie
Plaque (oft Cholesterineinlagerung)
50 µm (b) Teilw. verstopftes Gefäß
250 µm
Atherosklerose: Schädigung  Langzeitfolgen: Gefässveränderungen
Bluthochdruck: ständiger diastolischer Druck > 90; Genese komplex
Herzinfarkt: Verschluss von Coronar-Arterien (Thrombose); Absterben
v. Herzgewebe,
z.T. Störung der Schrittmacherfunktion
Schlaganfall: Verschluss von Kopfarterien; Absterben von Nervengewebe
42
Kreislaufschock
Leitbefund: gefährlich niedriger systolische Blutdruck, < 80 mmHg; in
lebensbedrohlichen Fällen gar nicht mehr messbar  Durchblutungsverminderung
lebenswichtiger Organe! Lebensgefährlich!
Kategorien:
• Volumenmangelschock durch hohen Blutverlust (z.B. Unfall)
• Beim kardiogenen Schock versagt das Herz. Ursache z.B. ein akuter Herzinfarkt.
• Allergische Reaktionen auf Medikamente oder Insektenstiche können einen
anaphylaktischen Schock zur Folge haben. Große Mengen von Histamin und
anderen gefäßaktiven Substanzen verursachen eine starke, alle Gefäße betreffende
Vasodilation, die zum Blutdruckverlust führt.
• Septischer Schock durch Gifte von im Blut zirkulierenden Mikroorganismen im
Rahmen einer Sepsis (Blutvergiftung)  starke Vasodilatation.
• Neurogener Schock, vergleichsweise durch harmlos „schockierende“ Ereignisse
kommt es zu einer Überreaktion des vegetativen Nervensystems mit meist rasch
vorübergehender Bewusstlosigkeit.
Dr. G. Mehrke
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Anteil ausgewählter
Todesursachen 2001
Prozent
100
Statistisches Bundesamt
Übrige
Sterbefälle
Nichtnatürliche
Sterbefälle
12,1%
(ICD V00-V98)
Krankheiten der
Verdauungsorgane
(ICD K00-K93)
Krankheiten der
Atmungsorgane
übrige Krankheiten
des Kreislaufsystems
Krankheiten des cerebrovaskulären Systems
20,1%
(ICD I60-I69)
4,1%
4,9%
5,9%
(ICD J00-J99)
22,8%
47,3%
Krankheiten
des Kreislaufsystems
(ICD I00-I99)
Herzinsuffizienz und
mangelhaft bezeichnete
Herzkrankheiten
(ICD I50-I51)
sonstige ischämische
Herzkrankheiten
(ICD I24-I25)
25,7%
Bösartige
Neubildungen
Myokardinfarkt
(ICD I21-I22)
(ICD C00-C97)
15,0% 50
24,0%
18,1%
0
Dr. G. Mehrke
44
Blutdrucksenker
Dr. G. Mehrke
46
Dr. G. Mehrke
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Schema der Blutdruckregulation
Dr. G. Mehrke
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Zusammenfassung
Kreislauf: großer – kleiner
– Hochdrucksystem: Arterien großer Kreislauf
– Niederdruck: Venen; kleiner Kreislauf
Arterien: O2 reiches Blut
Venen: O2 armes Blut
(Körperkreislauf)
Große Gefäße: 3 Schichten: T. interna – Endothel
T. media – BG, Muskulatur
T. externa – BG
Kapillaren: Endothel
Austauschgefäße: Austausch über Endothel (Gase) und interzellulär (Wasser
und gelöste Kleinmoleküle);
Rücktransport: Gewebsdruck - (kolloid-)osmotischer Druck - Lymphe
Lokale Blutflussregelung:
Widerstandsgefäße – Präkapilläre Sphinkter
Relaxing-Faktoren (NO) – Konstriktionsfaktoren
Dr. G. Mehrke
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Zusammenfassung
Blutfluss in Venen: verstärkt über Muskel- und Arterienpumpe
Klappen-Ventile
Blutdruckregelung - Blutflussregelung:
Kreislaufzentrum im Hirnstamm
Sensoren für Druck, Blutgase, pH in Carotissinus; ZNS; Atrien; Nieren
Regulation über Vegetat. NS; Hormone
Dr. G. Mehrke
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