Physiologie, Kreislauf · Stufe PJ

Bauplan des Kreislaufs: Herz, Gefäße, Blut und das Ohmsche Gesetz

Ein Kreislauf ist ein Rohrsystem mit einer Pumpe, zwei Kreisen in Serie und einem Gesetz, das alles verbindet: Druck ist Fluss mal Widerstand. Wer das im Kopf hat, liest jede Hypotonie als Frage nach Volumen, Pumpe oder Tonus.

Aus dem Manuskript des Autors, für das E-Learning überarbeitet und um Rechner, Fall und Übungen ergänzt (Recherchestand September 2026).

Lernziele

Aufbau von Herz, Gefäßsystem und Blut in Grundzügen beschreiben.
Körper- und Lungenkreislauf als Serienschaltung mit gleichem Fluss und verschiedenen Drücken erklären.
Das Ohmsche Gesetz des Kreislaufs anwenden und den SVR berechnen.
Das Herzzeitvolumen mit seinen Determinanten Vorlast, Nachlast, Kontraktilität und Frequenz erklären.

Zu dieser Lerneinheit

Zwei Lektionen mit Ohm-Rechner und HZV-Rechner, ein Fall, Aufgabenblock, Abschlussquiz und Nachschlagen.
Eine Abbildung des Autors und zwei eigene Schemata.
Weiter mit: Herzzeitvolumen und Druck-Fluss-Beziehung, Die arterielle Druckkurve, Kreislaufregulation.

Lektion 1

Zwei Kreisläufe, vier Kammern, drei Gefäßtypen

Der Körperkreislauf versorgt die Organe, der Lungenkreislauf lädt das Blut mit Sauerstoff und entlädt CO₂. Beide sind in Serie geschaltet: Was das rechte Herz in die Lunge pumpt, muss das linke Herz in den Körper pumpen, im Mittel derselbe Fluss. Die Drücke unterscheiden sich um den Faktor sechs: etwa 120/80 mmHg im Körperkreislauf, 25/10 mmHg in der Pulmonalarterie.

Abbildung 1: Zwei Kreisläufe in Serie. Eigene Darstellung

Das Herz besteht aus zwei Pumpen in Reihe. Rechter Vorhof und rechter Ventrikel nehmen das venöse Blut aus den Hohlvenen auf und pumpen es in die Lunge; linker Vorhof und linker Ventrikel nehmen das oxygenierte Blut aus den Lungenvenen auf und pumpen es in die Aorta. Vier Klappen, Trikuspidal-, Pulmonal-, Mitral- und Aortenklappe, erzwingen die Flussrichtung. Die Gefäße sind nach ihrer Aufgabe gebaut: Arterien haben dicke, elastische Wände, speichern in der Systole Volumen und geben es in der Diastole ab (Windkessel); Arteriolen sind der Ort des Widerstands und der Regulation; in den Kapillaren findet der Austausch statt, und die Erythrozyten passieren sie einzeln, oft verformt; Venen sind dünnwandig und dehnbar, enthalten etwa zwei Drittel des Blutvolumens und sind damit der Speicher, aus dem sich die Vorlast speist. Das Blut besteht aus Plasma mit Wasser, Elektrolyten, Eiweißen und Nährstoffen sowie aus Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten; das Blutvolumen beträgt beim Erwachsenen etwa 70 ml/kg, beim Neugeborenen etwa 80 bis 90 ml/kg.

Abbildung 2: Es geht nicht um den Blutdruck, es geht um die Perfusion. Eigene Darstellung (Ulrich Frey)

Tabelle 1: Richtwerte des Kreislaufs in Ruhe (Erwachsener, 70 kg)
Größe	Wert
Herzfrequenz	60 bis 80/min
Schlagvolumen	60 bis 100 ml
Herzzeitvolumen	4 bis 8 l/min; Herzindex 2,5 bis 4 l/min/m²
Mittlerer arterieller Druck	70 bis 105 mmHg
Zentraler Venendruck	0 bis 8 mmHg
Pulmonalarterieller Mitteldruck	10 bis 20 mmHg
Systemischer Gefäßwiderstand	800 bis 1 200 dyn·s·cm⁻⁵ (10 bis 15 mmHg·min/l)
Blutvolumen	etwa 70 ml/kg, davon zwei Drittel venös

Übung 1.1

Übung 1.2

Lektion 2

Das Ohmsche Gesetz und das Herzzeitvolumen

Wie in der Elektrizitätslehre gilt: Druckgefälle = Fluss × Widerstand, also MAD − ZVD = HZV × SVR. Der Blutdruck ist damit eine abgeleitete Größe, kein Ziel an sich. Eine Hypotonie kann durch zu kleinen Fluss entstehen (Hypovolämie, Pumpversagen) oder durch zu kleinen Widerstand (Sepsis, Anaphylaxie, Spinalanästhesie), und beides verlangt eine andere Therapie. Dieselbe Hypotonie ist deshalb bei zwei Patienten zwei verschiedene Krankheiten.

Abbildung 3: Das Ohmsche Gesetz des Kreislaufs. Eigene Darstellung

Das Herzzeitvolumen ist Schlagvolumen mal Frequenz. Das Schlagvolumen hängt von drei Größen ab: der Vorlast (enddiastolische Dehnung, Frank-Starling-Mechanismus: mehr Füllung, mehr Auswurf bis zu einem Optimum), der Nachlast (Widerstand, gegen den der Ventrikel auswirft, im Wesentlichen der SVR und die Aortensteifigkeit) und der Kontraktilität (Kraft bei gegebener Vor- und Nachlast). Anästhetika greifen an allen drei Stellen an: Sie senken den Venentonus (Vorlast), den Arteriolentonus (Nachlast) und die Kontraktilität.

Evidence BoxDer klassisch berechnete SVR überschätzt den tatsächlichen Strömungswiderstand, weil der Fluss nicht bei einem Gegendruck von 0 mmHg, sondern bereits am kritischen Verschlussdruck der Arteriolen (etwa 45 bis 70 mmHg) sistiert; dazu die Lerneinheit Die arterielle Druckkurve. Für die klinische Einordnung von Hypotonien bleibt das Ohmsche Gesetz trotzdem das richtige Werkzeug.

Ohm-Rechner

Drei Größen einstellen, der Widerstand folgt.

MAD (mmHg)

ZVD (mmHg)

HZV (l/min)

SVRdyn·s·cm⁻⁵ (800 bis 1 200)

Deutung

HZV-Rechner

Schlagvolumen (ml)

Herzfrequenz (/min)

Körperoberfläche (m²)

HZVl/min

Herzindexl/min/m² (2,5 bis 4)

Übung 2.1

Übung 2.2, Rechenaufgabe

MAD 60 mmHg, ZVD 4 mmHg, HZV 8 l/min. Wie groß ist der SVR in mmHg·min/l und in dyn·s·cm⁻⁵ (Faktor 80)?

SVR (mmHg·min/l)

SVR (dyn·s·cm⁻⁵)

Lektion 3

Fallsimulation: Zwei Patienten, ein Blutdruck

Ausgangslage

Im Aufwachraum liegen zwei Patienten mit demselben Blutdruck 80/45 mmHg (MAD 57). Patientin A, 34 Jahre, nach Appendektomie, warm, rosig, Herzfrequenz 105/min, kräftiger Puls, Laktat normal, hatte intraoperativ eine Anaphylaxie-Reaktion. Patient B, 71 Jahre, nach Hüftendoprothese, kühl, blass, Herzfrequenz 115/min, fadenförmiger Puls, Drainage mit 900 ml Blut.

Schritt 1: Patientin A

Schritt 2: Patient B

Schritt 3: Therapie

Merksätze

Zwei Kreisläufe in Serie: gleicher Fluss, verschiedene Drücke.
MAD − ZVD = HZV × SVR: Hypotonie ist Fluss- oder Tonusproblem.
HZV = SV × HF; SV hängt von Vorlast, Nachlast und Kontraktilität ab.
Venen sind der Speicher, Arteriolen der Widerstand, Kapillaren der Austausch.

Aufgaben

Aufgabe 1: Die Spinalanästhesie

Gegeben:
Nach Spinalanästhesie fällt der Blutdruck von 130/80 auf 85/50 mmHg, Herzfrequenz 58/min.

Frage:
Welcher Term des Ohmschen Gesetzes hat sich geändert, und was ist die logische Therapie?

Eigener Lösungsweg

Lösung

Sympathikolyse: SVR und Venentonus fallen, dazu Bradykardie durch Blockade der kardialen Sympathikusfasern (Th1 bis Th4). Therapie: Vasopressor mit Chronotropie (zum Beispiel Ephedrin oder Cafedrin/Theodrenalin), Volumen als Ergänzung, Beine hoch.

Aufgabe 2: Die Zahlen

Gegeben:
HZV 3 l/min, MAD 95 mmHg, ZVD 12 mmHg, kalte Extremitäten.

Frage:
Welcher Schocktyp passt, und was tun Sie mit dem Blutdruck?

Eigener Lösungsweg

Lösung

SVR = (95 − 12)/3 = 27,7 mmHg·min/l, also etwa 2 200 dyn·s·cm⁻⁵: kardiogener Schock mit kompensatorisch hohem Widerstand bei normalem Druck. Der Blutdruck täuscht; der Fluss ist zu klein. Inotropie und Nachlastsenkung, nicht Vasopressor.

Aufgabe 3: Die Lungenembolie

Gegeben:
Massive Lungenembolie, Blutdruck 75/50 mmHg, ZVD 18 mmHg, gestaute Halsvenen.

Frage:
Wo liegt das Problem im Serienkreislauf?

Eigener Lösungsweg

Lösung

Der rechte Ventrikel kann den Fluss nicht durch die verlegte Lungenstrombahn pumpen; das linke Herz bekommt zu wenig Füllung (obstruktiver Schock). Hoher ZVD, niedriges HZV. Therapie: Reperfusion, Noradrenalin für den Perfusionsdruck des rechten Ventrikels, Volumen nur vorsichtig.

Aufgabenblock abschließen

Markieren Sie den Block als bearbeitet, wenn Sie alle drei Aufgaben gelöst und mit den Lösungen verglichen haben.

Abschlussquiz, etwa 8 Minuten

Abschlussquiz

Zehn Fragen, davon drei Rechenaufgaben. Bestanden ab 80 %.

Zum Nachschlagen

Begriffe und Literatur

Begriff	Bedeutung
SVR	systemischer Gefäßwiderstand, (MAD − ZVD)/HZV × 80 in dyn·s·cm⁻⁵
Vorlast	enddiastolische Wandspannung, klinisch Füllung
Nachlast	Wandspannung während des Auswurfs, klinisch Widerstand und Aortensteifigkeit
Herzindex	HZV bezogen auf die Körperoberfläche

Literatur

Magder S. The meaning of blood pressure. Crit Care 2018;22:257.
Klabunde RE. Cardiovascular Physiology Concepts. 3. Auflage. Wolters Kluwer 2021.
Vincent JL, De Backer D. Circulatory shock. N Engl J Med 2013;369:1726–1734.

© 2026 Ulrich Frey. Alle Rechte vorbehalten. Aus dem Manuskript des Autors, für das E-Learning überarbeitet. Die Inhalte dienen der Aus- und Weiterbildung und ersetzen keine Leitlinie und keine lokalen Standards.