Das Herz schlägt in 3D

Das Herz gilt als eines der wichtigsten Organe im menschlichen Körper. Es pumpt unser Blut in einem Kreislauf in alle Teile des Körpers und versorgt weitere Organe und Gewebe ständig mit Blut und dadurch mit Sauerstoff und Nährstoffen.

Das Blut versorgt die Körperzellen mit Nährstoffen, transportiert Hormone und entsorgt Abfallstoffe.

Wie das geht? Die Digitalfüchse erklären es auf dieser Internetseite.

Die Digitalfüchse bieten zusätzlich kostenlos Unterrichtsmaterialien für den Download an, die das Wissen vertiefen und ergänzen. Hier beim Thema Herz können sich Digitalfüchse auch Unterrichtsmaterialien mit AR (Augmented Reality) herunterladen. Wie das Herz mit 3D funktioniert, wird auch hier beschrieben.

Video Nr. 1 (Animation ohne Ton)

 

Auf dieser Seite gibt es Informationen darüber.


Arbeitsblätter – Unterrichtsmaterialien

Arneitsblatt HerzWer möchte, kann auch direkt zu den Herz-Arbeitsblättern und weiteren Aufgaben klicken.

Hier kann neben dem kostenlosen Download von Arbeitsblättern (Sachunterricht, Deutsch) auch das Herzenswissen mit einem Lückentext getestet und überprüft werden.

Hier geht es zu den Herz-Arbeitsblättern und weiteren Aufgaben für den Unterricht.

Direkter Download: Arbeitsblatt - "Das Herz" (2584 Downloads)


Das Herz in Augmented Reality

Bring das MENSCHLICHE HERZ mit Augmented Reality zum Leben! Es gibt bei den Digitalfüchsen auch die Möglichkeit Herz-Arbeitsblättern mit AR (Augmented Reality) herunterzuladen. Dabei erfährt man auch, wie es mit AR funktioniert.

Hier geht es zu: Das Herz in 3D – Arbeitsblätter plus AR

Direkter Download: Das Herz in 3D (511 Downloads)

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Informationen zum Herz

Das Herz ist die zentrale Pumpstation eines Kreislaufes, der für den Transport in allen Blutgefäßen zuständig ist. Es pumpt bei jedem Herzschlag Blut mit lebensnotwendigem Sauerstoff und Nährstoffen und versorgt dadurch regelmäßig Organe und Gewebe.

Das Herz befindet sich zwischen den beiden Lungenflügeln etwa in der Mitte des Brustkorbs, etwas nach links versetzt optimal geschützt hinter dem Brustbein.

Video Nr. 2 (Animation ohne Ton)

 

Das menschliche Herz wiegt rund 350 Gramm und besteht größtenteils aus Muskelgewebe. Das Herz ist etwa so groß wie die Faust seiner Besitzerin oder seines Besitzers. Bei Ausdauersportlern kann es bis zu 500 g wiegen. Bei einem Erwachsenen schlägt das Herz in einem Ruhezustand etwa 60 bis 80 Mal pro Minute (= Herzschlagfrequenz).

Bei einem Neugeborenen dagegen beträgt die Anzahl der Herzschläge viel mehr: ca. 130 – 150 Schläge in der Minute

Kinder haben im Vergleich zu Jugendlichen und Erwachsenen aufgrund des kleineren und noch wachsenden Herzens daher ein höhere Herzschlagfrequenz. Also je kleiner das Herz umso höher die Anzahl der Herzschläge pro Minute. Bei einem Kind werden zwei bis drei Liter Blut pro Minute und bei einem Erwachsenen fünf bis sechs Liter Blut pro Minute durch den Körper gepumpt.

Der Puls wird gemessen, um festzustellen, wie schnell das Herz Blut durch den Körper pumpt. Als Puls werden die Pulswellen bezeichnet, die sich pro Minute an den Arterien messen lassen.

Diese Pulswellen entstehen durch die Bewegung des Blutes, das bei jedem Herzschlag gegen die Arterienwände gedrückt wird.

Der Puls entspricht unter normalen Umschlag der Herzfrequenz, also dem Herzschlag pro Minute.

Bei einigen Krankheiten, besonders bei Herzrhythmusstörungen, kann der messbare Puls vom Herzschlag jedoch abweichen.

Dabei können mehrere Faktoren eine Rolle spielen. Sportliche Aktivitäten, Aufregung, äußere Einwirkungen und Krankheiten können den Puls beeinflussen und ihn dauerhaft verändern.

Der elektrische Impuls für den Herzschlag entsteht im sogenannten Sinusknoten, einer Gruppe von Zellen in der Wand des rechten Vorhofs. Er der Dirigent des Herzens und so der Haupttaktgeber für den Herzschlag.

Seine Zellen sind vor allem für die Erregungsbildung zuständig. Spezielle Nervenbahnen leiten die elektrischen Signale zu den Muskelzellen in Vorhöfen und Kammern weiter und geben so durch die Impulse den Takt für den Herzschlag vor.

Die Muskulatur des Herzens besteht aus speziellen Zellen, den Herzmuskelzellen, die sich rhythmisch zusammenziehen. Ein elektrisches Leitungssystem sorgt dafür, dass das Herz überhaupt schlägt.

Der Herzschlag markiert das rhythmische Zusammenziehen des Herzmuskels (Systole), das jeweils von einer kurzen Entspannungsphase (Diastole) abgelöst wird.

Je nach Belastung – abhängig davon, was man gerade macht – kann das Herz langsamer oder schneller schlagen, um immer ausreichend Blut durch den Körper zu pumpen.

Im tiefen Schlaf schlägt das Herz langsamer. Wenn man sich körperlich – wie beim Sport – anstrengt, schlägt das Herz schneller. Dadurch fließt auch das Blut schneller durch den Körper. Es kann dann in der Lunge pro Minute mehr Sauerstoff aufnehmen und die Körperzellen mit mehr Sauerstoff versorgen.

Das Herz ist ein hohler Muskel, ein muskuläres Hohlorgan. So bezeichnet man ein Organ, das mit seinem Gewebe einen Hohlraum (Lumen) umschließt. Zu den Hohlorganen zählen auch die Lunge und die Gebärmutter.

Bei jedem Herzschlag pumpt das Herz Blut über die Gefäße durch den Körper. Das Gefäßnetz des Menschen erinnert an einen Baum: Der Stamm des Baumes ist die Hauptschlagader (Aorta). Die Blutgefäße bilden zusammen mit dem Herzen den Blutkreislauf. Arterien werden die Blutgefäße genannt, die vom Herzen wegführen, führen die Blutgefäße dagegen zum Herzen heißen sie Venen.

Diese Arterien (Schlagadern), Venen und Kapillaren (das sind die feinen Verästelungen der Aterien und Venen) bilden zusammen ein unglaublich großes Netzwerk großer und kleinster Röhren.

Aneinandergereiht in einer Linie ergeben alle Blutgefäße des Körpers eine Strecke von fast unglaublichen 100.000 Kilometern. Das ist fast der dreifache Erdumfang!

Video Nr. 2 (Animation ohne Ton)

 

Das Herz besteht aus zwei Herzhälften. Zwischen diesen beiden verläuft die Herzscheidewand.  Jede Hälfte besteht aus einem Vorhof und einer Kammer. Die linke Kammer – hier in Rot – pumpt sauerstoffreiches Blut durch die Körperschlagader (Aorta) in den Körperkreislauf.

Zwischen rechtem Vorhof und rechter Kammer, linkem Vorhof und linker Kammer sowie am Abgang der Schlagadern befinden sich vier Herzklappen (Trikuspidalklappe, Mitralklappe, Pulmonalklappe, Aortenklappe).  Diese sorgen wie Rückschlagventile dafür, dass der Blutfluss in die richtige Richtung fließt und nicht zurück.

Fließt das Blut also in die korrekte Richtung öffnet sich die Klappe, würde das Blut zurück, also in die falsche Richtung fließen, schließt sich die Klappe!

Die ersten Abzweigungen der Aorta sind die Herzkranzgefäße (Koronararterien). Sie verlaufen direkt auf dem Herzmuskel und versorgen das Herz selbst mit Sauerstoff und Nährstoffen.

Das im Körper “verbrauchte”, sauerstoffarme Blut fließt zurück zum Herzen in den rechten Vorhof und von dort in die rechte Kammer. Die rechte Herzkammer – hier in Blau – pumpt das sauerstoffarme Blut über die Lungenschlagader in den Lungenkreislauf.

Video Nr. 3
Wir danken dem ZDF für die Bereitstellung.

Lizenz CC BY 4.0
© 3sat/nano/Bluemoon Media/Volker Wasmut,Patrick Zeilhofer/Tobias Adams/Jochen Schmidt
Lizenzbestimmungen: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode.de

In der Lunge wird Kohlenstoffdioxid in die Lungenbläschen aufgenommen und Sauerstoff aus der Atemluft ins Blut abgegeben.

In der Lunge gibt das Blut Kohlendioxid ab und nimmt frischen Sauerstoff auf. Danach fließt es über die Lungenvenen zurück zum Herzen – nun aber zur linken Herzhälfte. Von dort wird es erneut in den Körper gepumpt.

So strömt das sauerstoffarme Blut aus der rechten Herzkammer – hier in Blau – in die Lunge. Ähnlich dem immer feiner werdenden Luftleitsystem, verästeln sich auch die Blutgefäße, die zur Lunge führen, immer weiter. Durch die dünnen Wände der Lungenbläschen gelangt der Sauerstoff in die Blutgefäße.

Mit dem Blut wird der Sauerstoff im Körper verteilt. Gleichzeitig gibt das Blut Kohlendioxid in die Lungenbläschen ab. Das Kohlendioxid nimmt den umgekehrten Weg wie der Sauerstoff und wird ausgeatmet.

Unser Internet-Tipp dazu: Kreisläufe im Herzinneren (ein Internet-Angebot des Bayerischen Rundfunks)

Kalk- und Fettablagerungen führen zu einer Verengung der Blutgefäße. So kann das Blut nicht richtig transportiert werden. Bei einer koronaren Herzkrankheit (KHK) sind die großen Adern verengt, die den Herzmuskel mit Sauerstoff versorgen (Koronararterien oder Herzkranzgefäße). Ursache sind Ablagerungen in den Blutgefäßen, die im Laufe des Lebens entstehen. Häufige Ursachen für die Verengungen sind:  Rauchen, zu wenig Bewegung, ungesunde Ernährung

Video Nr. 4 (Animation ohne Ton)

 

Durch die Ablagerungen ist der Blutfluss eingeschränkt oder wird schlimmstenfalls ganz unterbrochen – dann droht ein Herzinfarkt. Dadurch erhält ein Teil des Herzmuskels keinen Sauerstoff. Da dieser Teil absterben kann, ist schnelles Handeln wichtig. Ein Herzinfarkt wird oft durch einen Herzkatheter-Eingriff behandelt, um das Gefäß schnell wieder zu öffnen.

Bei einem Schlaganfall ist in den meisten Fällen eine Durchblutungsstörung in Bereichen des Gehirns die Ursache, die diese Körperfunktionen steuern.


Weitere Videos zum Thema Herz

Hier gibt es weitere Video-Empfehlungen zum Thema Herz. Die YouTube-Videos wiederholen, vertiefen und ergänzen das Digitalfüchse-Wissen.


Das Herzexperiment– die Leistung des Herzens verstehen!

von Phaeno – Die Experimentierlandschaft ist ein Science Center in Wolfsburg der phaeno gGmbH

Bei einem Kind werden zwei bis drei Liter Blut pro Minute, dagegen bei einem Erwachsenen fünf bis sechs Liter Blut pro Minute durch den Körper gepumpt.

Um diese Menge zu schaffen, schlägt das Herz eines Erwachsenen ungefähr 70 Mal und eines Kindes ungefähr 90 Mal pro Minute. Die Werte können je nach Alter und Trainingszustand stark abweichen.

Dieses Experiment soll die Leistung des Herzens für einen Kind und einen Erwachsenen zeigen.

Für dieses Experiment wird folgendes Material benötigt:

  • Stoppuhr
  • zwei Eimer
  • Wasser
  • Becher mit 30 Milliliter (ml) Fassungsvermögen
  • falls vorhanden: rote Lebensmittelfarbe

Jetzt werden drei Liter Wasser in einem Eimer gefüllt.

Du startest die Stoppuhr und fängst an, mit dem 30 Milliliter (ml)-Messbecher das Wasser von dem vollen in den leeren Eimer zu schöpfen.

Nach einer Minute wird die Zeit gestoppt. Wer schafft 3 beziehungsweise 6 Liter?

Dieses Experiment ist nicht mit der Arbeitsweise des Herzens vergleichbar. Aber es verdeutlicht die Mengen an Blut, welche durch das Herz in dieser kurzen Zeit transportiert werden und welche Leistung es vollbringt.

In diesem Versuch kann man auch im Wettbewerb gegeneinander antreten. Wer schafft die meisten Liter?


Dazu noch ein paar Internettipps für die Recherche zum Thema Körper. Hier geht es mit einem Klick bei den Digitalfüchsen weiter!

Herzliche Grüße Eure Digitalfüchse