Kardiovaskuläres System
Als kardiovaskuläres System wird das System von Herz und Blutgefäßen bezeichnet. Seine Aufgabe besteht darin, jede einzelne Körperzelle mit Sauerstoff und Nährstoffen zu versorgen. Desweiteren werden im Blutkreislauf Stoffwechselprodukte, Hormone und Abfallprodukte, wie Kohlendioxid, Zellreste und sonstige Stoffe transportiert.
Die rhythmische Pumptätigkeit des Herzens mit seinem Ventilapparat erzeugt ein Druckgefgefälle zwischen dem linken Herzen und dem rechten Herzen. Das Herz an sich kann durchaus in diese beiden Hälften geteilt betrachtet werden, obwohl es sich im gesamten um ein einziges Organ handelt. Jede dieser Hälften hat eine andere Aufgabe zu erfüllen. Durch das oben erwähnte Druckgefälle strömt Blut durch den Körperkreislauf aus dem linken Herzen zum rechten Herzen. Das Blut, welches im rechten Herzen ankommt, wird dann weiter durch den Lungenkreislauf gepumpt. Dort nimmt es Sauerstoff auf und kann Kohlendioxid abgeben. Das Blut strömt dann zum linken Herzen. Die Existenz zweier Blutkreisläufe (Körper- und Lungenkreislauf) hat einen wichtigen Vorteil. Der Druck kann in beiden Kreisläufen unterschiedlich sein. Im Lungenkreislauf ist er erheblich niedriger, so dass eine geringere Wanddicke in den Lungen für einen besseren Gasaustausch möglich ist. Der Sauerstoff wird durch Diffusion ausgetauscht. Der erheblich höhere Druck im Körperkreislauf macht Säugetiere oder Vögel erheblich leistungsfähiger, weil Sauerstoff schneller in die verbrauchenden Zellen gelangt.
Jede Seite des Herzens ist wiederum in zwei Kammern eingeteilt: In die Vorkammer (Atrium) und in die Hauptkammer (Ventrikel). Das Atrium hat die Aufgabe, das Blut in den jeweiligen Ventrikel zu pumpen. Die Pumpleistung (Druckerhöhung) ist durch das Atrium recht gering. Erst die Ventrikel (besonders der linke) erzeugt eine wesentliche Druckerhöhung.
Hydraulisch gesehen ist der Blutkreislauf eines Säugetieres/Vogels eine Parallelschaltung verschiedener Strömungswiderstände mit jeweils zwei in Reihe geschalteter Pumpen. Eine Pumpe repräsentiert das linke Herz mit den parallelgeschalten Strömungswiderständen, wie Organe, Muskeln und Haut, dem Gehirn, das Verdauungssystem und das Coronarsystem. Die andere Pumpe wird durch das rechte Herz dargestellt, an ihr ist nur ein Druckwiderstand angeschlossen, die Lunge.
Da das Herz rhythmisch schlägt (Verdrängungspumpe), könnte man nun annehmen, dass sich auch das Blut rhythmisch durch die Gefäße bewegt. Zum Teil ist das auch so, aber die Strömungsgeschwindigkeit schwankt nur recht gering. Da die Gefäße elastisch sind, fungieren sie als Druckspeicher. Also während der Systole (linke Ventrikel kontrahiert, Blut wird in die Aorta gedrückt) breitet sich eine Druckwelle von der Aorta ausgehend (genauer gesagt, stromab der Aortenklappe) durch das arterielle System aus. Durch die lokale Druckerhöhung weitet sich das Gefäß, es speichert so ein Teil der Energie. Während der Diastole (es strömt kein Blut aus dem linken Herzen) kann nun die in der Gefäßwand gespeicherte Energie wieder an das Blut abgegeben werden. Man bezeichnet das auch als Windkesseleffekt. In der Aorta schwankt dann also der Druck so zwischen 120 mmHg und 80 mmHg beim Menschen. Würde der Druck nicht durch die elastischen Gefäße gespeichert werden können, so würde also der Druck in der Aorta wesentlich dramatischer schwanken. Interessanterweise würde im zeitlichen Mittel aber auch wesentlich weniger Blut durch die Gefäße strömen, da viel Strömungsenergie für das ständige Beschleunigen des Blutes verzehrt werden würde.
Die Druckwelle bewegt sich beim jungen, erwachsenen Menschen mit etwa 6 Meter pro Sekunde, beim alten Menschen hingegen verdoppelt sich die Geschwindigkeit. Mit zunehmenden Lebensalter werden die Gefäßwände immer unelastischer, deshalb wächst mit dem Lebensalter auch die Geschwindigkeit der Pulswelle. Kausalerweise kann man nun folgern, dass aber auch der Druckspeichereffekt mit dem Lebensalter immer mehr abnimmt. Daraus folgend wird sich der Volumenstrom eben auch mit dem Lebensaltens reduzieren. Es gibt natürlich noch andere Effekte, die die Blutströmung beeinflussen können: Ablagerungen in den Gefäßen, Rückgang der Pumpleistung des Herzens usw.
Geschichte
Erstmalig korrekt beschrieben wurde der Blutkreislauf durch William Harvey (erste Hälfte des 17. Jahrhunderts), nachdem für 14 Jahrhunderte die Ansichten Galenss die medizinische Lehrmeinung bestimmt hatten. Wie das Blut vom arteriellen in den venösen Schenkel kommt, konnte allerdings erst Marcellus Malpighi mit seiner Entdeckung der Kapillaren erklären.
Namen weglassen!!!