Wozu brauchen wir ein Transportsystem?
Nährstoffe aus dem Darm, Sauerstoff aus der Lunge und Hormone aus den Drüsen müssen jede der Billionen Zellen erreichen. Abfallstoffe wie CO₂ und Harnstoff müssen abtransportiert werden. Diffusion allein ist über so weite Strecken viel zu langsam. Deshalb hat der Mensch ein Kreislaufsystem: eine Pumpe (Herz), Rohre (Blutgefäße) und eine Flüssigkeit (Blut), dazu eine zweite Abflussflüssigkeit, die Lymphe.
Das menschliche Herz: vier Kammern und Klappen
Das Herz ist etwa so groß wie deine Faust und liegt zwischen den Lungen, leicht nach links versetzt. Eine Wand, die Scheidewand (Septum), teilt es in eine rechte und eine linke Hälfte, damit sich sauerstoffreiches und sauerstoffarmes Blut nie mischen.
- Vorhöfe (oben, dünne Wände): nehmen Blut auf.
- Herzkammern (unten, dicke Muskelwände): pumpen Blut hinaus. Die linke Kammer hat die dickste Wand, weil sie das Blut durch den ganzen Körper pumpt.
- Klappen: Hautlappen, die sich nur in eine Richtung öffnen, sodass das Blut nicht zurückfließen kann, wenn sich die Kammern zusammenziehen.
Doppelter Kreislauf
Lungenkreislauf: rechte Kammer → Lungenarterie → Lunge → Lungenvenen → linker Vorhof.
Körperkreislauf: linke Kammer → Aorta → Körper → Hohlvenen → rechter Vorhof.
Das Blut läuft in einem vollen Umlauf zweimal durch das Herz, deshalb heißt das doppelter Kreislauf. Weil sauerstoffreiches und sauerstoffarmes Blut getrennt bleiben, wird der Körper sehr gut mit Sauerstoff versorgt. Das brauchen Vögel und Säugetiere, um eine gleichbleibend warme Körpertemperatur zu halten.
Andere Tiere: Fische haben ein Herz mit zwei Kammern, und das Blut fließt pro Umlauf nur einmal hindurch (einfacher Kreislauf). Amphibien und die meisten Reptilien haben drei Kammern und nehmen eine gewisse Vermischung in Kauf.
Blutgefäße: Arterien, Venen und Kapillaren
| Arterien | Venen | Kapillaren |
|---|---|---|
| Führen Blut vom Herzen weg | Bringen Blut zum Herzen zurück | Verbinden Arterien mit Venen |
| Dicke, elastische, muskulöse Wände (hoher Druck) | Dünnere Wände, größerer Innenraum | Wand nur eine Zelle dick |
| Keine Klappen (außer am Anfang) | Klappen verhindern Rückfluss | Tauschen Nährstoffe, O₂, CO₂ und Abfallstoffe mit den Zellen aus |
Ausnahmen zum Merken: Die Lungenarterie führt sauerstoffarmes Blut und die Lungenvene sauerstoffreiches Blut. Die Regel richtet sich nach der Richtung, nicht nach der Farbe.
Blutdruck ist die Kraft, mit der das Blut gegen die Gefäßwände drückt. Man misst ihn mit einem Blutdruckmessgerät (Sphygmomanometer). Normal sind etwa 120/80 mm Hg (systolisch/diastolisch). Dauerhaft hoher Blutdruck (Hypertonie) kann eine Arterie platzen lassen.
Blut und Lymphe
Blut ist ein flüssiges Bindegewebe:
- Plasma: der flüssige Teil; transportiert Nährstoffe, gelöstes CO₂, Salze, Hormone und stickstoffhaltige Abfallstoffe.
- Rote Blutzellen: transportieren Sauerstoff mithilfe von Hämoglobin.
- Weiße Blutzellen: bekämpfen Krankheitserreger.
- Blutplättchen: verstopfen Lecks und helfen dem Blut, an einer Wunde zu gerinnen, damit wir nicht zu viel Blut verlieren.
Lymphe (Gewebeflüssigkeit): Etwas Plasma, Eiweiße und Blutzellen treten aus den Kapillaren in die Räume zwischen den Zellen aus. Diese farblose Flüssigkeit mit weniger Eiweiß als das Plasma fließt in die Lymphgefäße und schließlich zurück in große Venen. Die Lymphe transportiert verdautes Fett, das im Darm aufgenommen wird (über die Lymphgefäße in den Darmzotten), bringt überschüssige Flüssigkeit ins Blut zurück und enthält Lymphozyten, die Infektionen bekämpfen.
Prüfungstipp: Herzskizze, doppelter Kreislauf, Tabelle Arterie gegen Vene, Aufgabe der Blutplättchen und Lymphe kommen fast jedes Jahr dran.
Wichtige Formeln und Definitionen
- Lungenkreislauf: rechte Kammer → Lungenarterie → Lunge → Lungenvene → linker Vorhof
- Körperkreislauf: linke Kammer → Aorta → Körper → Hohlvene → rechter Vorhof
- Arterien: Ab vom Herzen; Venen: zurück zum Herzen; Kapillaren: Austausch
- Blut = Plasma + rote Blutzellen + weiße Blutzellen + Blutplättchen
- Lymphe = Gewebeflüssigkeit; transportiert aufgenommenes Fett, bringt Flüssigkeit ins Blut zurück
- Normaler Blutdruck ≈ 120/80 mm Hg (systolisch/diastolisch)
Gelöste Beispiele
1. Warum hat die linke Herzkammer eine dickere Wand als die rechte?
Die rechte Kammer pumpt das Blut nur zur nahen Lunge. Die linke Kammer muss das Blut durch die Aorta in den ganzen Körper drücken, hinauf zum Kopf und hinunter bis zu den Zehen. Dafür braucht sie viel mehr Muskeln und Kraft.
2. Die Lungenvene führt sauerstoffreiches Blut. Warum heißt sie dann Vene?
Gefäße werden nach der Fließrichtung benannt, nicht nach dem Sauerstoff darin. Die Lungenvene bringt Blut zum Herzen (linker Vorhof) zurück, also ist sie eine Vene.
3. Warum ist es für Säugetiere und Vögel nützlich, dass die rechte und die linke Herzseite getrennt sind?
So mischen sich sauerstoffreiches und sauerstoffarmes Blut nicht, und jedes Organ bekommt Blut voller Sauerstoff. Diese Tiere brauchen viel Energie, um ihren Körper warm zu halten, und eine gute Sauerstoffversorgung macht das möglich.
4. Warum haben Venen Klappen, Arterien aber meistens nicht?
In den Arterien steht das Blut durch den Herzschlag unter hohem Druck und fließt immer vorwärts. In den Venen ist der Druck niedrig, und das Blut aus den Beinen muss gegen die Schwerkraft nach oben. Die Klappen verhindern, dass es zurückfällt.
5. Bei einem Kind mit einer Schnittwunde hört die Blutung nach wenigen Minuten auf, bei einer Person mit sehr wenigen Blutplättchen blutet es weiter. Erkläre das.
Die Blutplättchen sammeln sich an der Wunde und leiten die Gerinnung ein. So entsteht ein Pfropfen, der das Leck verschließt. Bei zu wenigen Blutplättchen gerinnt das Blut langsam, und die Blutung dauert länger.
6. Wie unterscheidet sich Lymphe von Blut?
Lymphe enthält keine roten Blutzellen, ist daher farblos und hat weniger Eiweiß. Sie fließt in den Lymphgefäßen nur in eine Richtung, nämlich zum Herzen, und transportiert aufgenommenes Fett und Lymphozyten, die Infektionen bekämpfen.
Häufige Fehler
- Zu sagen, alle Arterien führen sauerstoffreiches Blut. Die Lungenarterie führt sauerstoffarmes Blut.
- Das Herz so zu zeichnen, als wäre es dein eigenes: In Abbildungen liegt die rechte Herzseite links vom Betrachter.
- Zu schreiben, die Vorhöfe hätten dickere Wände. Die Herzkammern, besonders die linke, sind am dicksten.
- Zu denken, Lymphe sei dasselbe wie Plasma. Lymphe hat weniger Eiweiß, keine roten Blutzellen und fließt in eigenen Gefäßen.