Über dieses Experiment
Dein Herz schlägt ohne Pause etwa 100.000-mal am Tag. Jeder Herzschlag ist eine genau abgestimmte Abfolge: Die Vorhöfe ziehen sich zusammen, die Herzkammern kontrahieren, vier Klappen öffnen und schließen sich genau im richtigen Moment, und das vertraute „Lub-dub“-Geräusch entsteht, wenn sich die Klappen schließen. Beobachte das schlagende Herz in Zeitlupe neben einem EKG und einer Klappenübersicht, ändere die Herzfrequenz vom Schlafen bis zum Laufen und berechne, wie viel Blut das Herz pumpt.
Lernziele
- Benenne die vier Herzhöhlen, die vier Herzklappen und die wichtigsten Blutgefäße des Herzens
- Verfolge den Weg des Blutes durch das Herz, die Lunge und den Körper
- Beschreibe die Phasen des Herzzyklus und wann die einzelnen Klappen geöffnet sind
- Erkläre, wodurch die beiden Herztöne entstehen
- Berechne das Herzzeitvolumen anhand der Herzfrequenz und des Schlagvolumens
Anleitung
- 1Verfolge in Zeitlupe das blaue Blut von der Hohlvene bis zur Lungenarterie. Verfolge dann das rote Blut von den Lungenvenen bis zur Aorta.
- 2Beobachte das Klappendiagramm. Sind die Klappen zwischen Vorhöfen und Kammern jemals gleichzeitig mit den Klappen zu den Arterien geöffnet? Warum nicht?
- 3Schalte den Ton ein. Welche sich schließenden Klappen erzeugen das „Lub“ und welche das „Dub“?
- 4Finde den Zeitpunkt des hohen Ausschlags im EKG. Was macht das Herz unmittelbar danach?
- 5Wechsle von „Ruhe“ zu „Laufen“. Was wird kürzer: die Zeit, in der sich die Kammern zusammenziehen, oder die Zeit, in der sie sich entspannen?
- 6Berechne das Herzzeitvolumen in Ruhe und beim Laufen. Vergleiche deine Ergebnisse mit der Anzeige.
Das Modell
Annahmen
- Die Kontraktion der Herzkammern dauert 0,16 s + 0,2 × die Dauer eines Herzschlags, bei 75 Schlägen pro Minute also etwa 0,32 s; die Diastole nimmt den Rest des Herzschlags ein. Die Kontraktion der Vorhöfe dauert 0,1 s.
- Die Herzkammern füllen sich zu etwa 80 %, bevor sich die Vorhöfe zusammenziehen; die Vorhöfe füllen die letzten 20 % nach. Die Volumenkurve zeigt diesen Verlauf und stellt keine Messung dar.
- Das EKG ist eine vereinfachte Kurve aus P-, Q-, R-, S- und T-Wellen, die zeitlich auf die mechanischen Vorgänge abgestimmt sind.
- Das Schlagvolumen lässt sich mit einem eigenen Schieberegler einstellen. Im echten Körper verändert es sich je nach Bewegung, Körperhaltung und Fitness.
- Beide Seiten des Herzens schlagen gleichzeitig und pumpen dasselbe Volumen.
Im Unterricht ausprobieren
- Q1Bringe diese Strukturen in die Reihenfolge, in der das Blut sie durchströmt: Aorta, linker Vorhof, Lunge, rechte Herzkammer, Hohlvene, linke Herzkammer, Lungenarterie, rechter Vorhof.
- Q2Warum ist die Wand der linken Herzkammer dicker als die der rechten Herzkammer?
- Q3Ein Herz schlägt 75-mal pro Minute und hat ein Schlagvolumen von 70 ml. Wie hoch ist das Herzzeitvolumen in Litern pro Minute?
- Q4Welche Aufgabe haben die Herzklappen? Was würde passieren, wenn die Mitralklappe undicht wäre?
- Q5Warum steigt die Herzfrequenz bei körperlicher Anstrengung?
Häufig gestellte Fragen
Warum ist die rechte Seite des Herzens links abgebildet?
Diagramme zeigen das Herz so, wie man es bei einer Person sieht, die einem gegenübersteht. Daher ist ihre rechte Seite links abgebildet. Ärzte und Lehrbücher verwenden alle diese Ansicht.
Was bringt das Herz zum Schlagen?
Eine kleine Gruppe von Zellen im rechten Vorhof, der Sinusknoten oder natürliche Schrittmacher, sendet etwa einmal pro Sekunde ein elektrisches Signal. Das Signal breitet sich über die Vorhöfe aus, macht am AV-Knoten eine kurze Pause, damit sich die Herzkammern füllen können, und breitet sich dann durch die Herzkammern aus. Das EKG zeichnet diese elektrischen Signale auf.
Ist sauerstoffarmes Blut wirklich blau?
Nein, es ist dunkelrot. In Diagrammen wird sauerstoffarmes Blut blau und sauerstoffreiches Blut rot dargestellt, damit man die beiden Kreisläufe gut unterscheiden kann. Venen erscheinen durch die Haut bläulich, weil das mit der Art zusammenhängt, wie Licht durch die Haut fällt.