William Harvey: Anatomische Studien über die Bewegung des Herzens und des Bluts in Tieren (1628)

Bild: Wellcome Collection/CC BY-4.0

100 Bücher, die die Welt verändert haben

Motu Cordis (Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus) von William Harvey (1578-1657) stellt einen wichtigen Wendepunkt in der Geschichte der Medizin dar. Das Werk klärte, ein für alle Mal, das Rätsel der Anatomie und Physiologie des Herzens, sowie der Funktion von Venen und Arterien. Die 1628 in lateinischer Sprache veröffentlichten Entdeckungen des englischen Arztes wurden innerhalb weniger Jahre voll anerkannt. Außerdem zeigt Motu Cordis, dass epochale Bücher nicht umfangreich sein müssen: Der Text umfasst nur wenige Dutzend Seiten. Nur Karl Linné hat sich in „Systema Naturae“ knapper gehalten, ein Büchlein (zumindest in der ersten Auflage), das die binomische Taxonomie in die Biologie einführte.

Heute weiß es jeder: Das Herz ist eine echte Hydraulikpumpe, die unermüdlich das Blut durch die Arterien zu allen Organen unseres Körpers presst, so dass es dann zurück durch die Venen fließt. Es handelt sich um einen geschlossenen Hydraulikkreislauf. Es ist zuerst nicht offensichtlich, dass es vieler Jahrhunderte von Beobachtungen und Experimenten bedurfte, um zu dieser bündigen Schlussfolgerung zu gelangen, ein Prozess, der in dem hier besprochenen wertvollen Band gipfelte.

Bild: Wellcome Collection/CC BY-4.0
Anzeige

William Harvey, geboren 1578, könnte der Medicus aus Noah Gordons bekanntem Roman sein. Harvey machte sich jedoch nicht, wie im Roman, auf den Weg nach Isfahan in Persien, sondern nach Südeuropa. Er studierte in Canterbury und Cambridge, bevor er nach Italien reiste, wo er 1602 im Alter von 24 Jahren an der Universität von Padua seinen Abschluss als Doktor der Medizin machte. Kurze Zeit später begann er, als Privatarzt in London zu praktizieren.

Aber erinnern wir uns: Im 17. Jahrhundert ging die Renaissance zu Ende, und die fortschrittlichste Medizin der damaligen Zeit war bei den Italienern zu finden. In Padua kam Harvey in Berührung mit den neuesten Theorien über den Blutkreislauf, ein besonderes Anliegen einiger seiner Lehrer. Sechzig Jahre zuvor, im Jahr 1543, hatte Andreas Vesalius, Professor in Padua, das bedeutendste anatomische Werk der neuen Zeit veröffentlicht: „Über den Aufbau des menschlichen Körpers“. Mit dieser Abhandlung, die auf direkter Beobachtung und Sezierung von Leichen beruht, korrigierte Vesalius viele der Irrtümer in den Werken des legendären Arztes der griechisch-lateinischen Antike, des berühmten Galen von Pergamon.

Vor Vesalius und Harvey hatte Galen bereits zwei Blutsysteme beschrieben, die Arterien und die Venen. Nach den griechischen Gelehrten funktionierten die beiden Systeme parallel und hatten nur minimalen Kontakt. Das von den Venen beförderte Blut stamme aus einer im Darm produzierten Flüssigkeit, die in der Leber in Blut umgewandelt wird, das mit einem „natürlichen Geist“ angereichert sei. Der arterielle Blutfluss hingegen würde vom Herzen ausgehen, in dem das Blut mit einem „Lebensgeist“ aus der Lunge vermischt wird. Galen wusste jedoch, dass ein Mensch sowohl aus einer Vene als auch aus einer Arterie vollständig verbluten konnte, so dass es eine Verknüpfung zwischen den beiden Systemen geben musste, vermutlich durch „Poren“ in den Herzkammern. Das Herz würde auch die vom Körper benötigte Wärme erzeugen, während die Lunge zur Kühlung dient. Da die beiden Systeme getrennt voneinander funktionierten, ging niemand von einem echten Blutkreislauf aus: Arterielles und venöses Blut flossen und ebbten irgendwie zu ihren jeweiligen Ausgangspunkten zurück, wie die Gezeiten am Strand.

Natürlich hat Harvey den Blutkreislauf nicht in einem theoretischen Vakuum entdeckt. Vor ihm hatten schon andere die losen Enden der neuen Zirkulationstheorie formuliert, ohne dass es ihnen gelungen wäre, sie zu verbinden. Der bereits erwähnte Vesalius hatte vorher gezeigt, dass die von Galen vorgeschlagenen Ventrikelporen nicht existierten. Sein Nachfolger in Padua, Realdo Colombo, hatte bereits den Kreislauf des Blutes vom Herzen zur Lunge und zurück beschrieben. Ein anderer Professor, Fabricius ab Aquapendente, hatte die Klappen in den Venen untersucht, ohne ihre Funktion zu verstehen, die eigentlich darin besteht, dem Blut eine Fließrichtung wie in einer Einbahnstraße zu geben. Als weiterer Vorgänger ist Ibn an-Nafis zu nennen, ein arabischer Arzt, der in Damaskus studierte und in Kairo praktizierte. An-Nafis gelang es fast 400 Jahre vor Colombo, den Blutkreislauf in der Lunge zu beschreiben. Sein Werk hatte jedoch wenig Einfluss und war bereits in Vergessenheit geraten.

Harveys großes Verdienst ist es also, sich nicht mit Spekulationen über den Blutkreislauf begnügt zu haben, sondern ihn strikt der wissenschaftlichen Methode folgend zu untersuchen. Gleich auf der ersten Seite seines Buches verkündet er, dass er sich auf „anatomische Studien, wiederholte Experimente und sorgfältige Beobachtungen“ stützen wird. Zunächst korrigiert er jedoch die Irrtümer seiner Vorgänger und stellt im zweiten Teil des Buches das dar, was wir heute als sein eigenes Modell des Blutkreislaufs bezeichnen können. Die erste Verwirrung, mit der Harvey ausräumt, ist, dass sowohl Arterien als auch Venen nur Blut ohne andere Flüssigkeiten oder Luftblasen transportieren. Er korrigiert auch die falsche Vorstellung, dass die Arterien im Gleichklang pulsieren, und zwar aktiv (im Gegensatz zu passiv, als Reaktion auf den erhöhten Druck im Herzen).

Kapitel acht von Motu Cordis veranschaulicht die Notwendigkeit von Berechnungen und Experimenten zur Unterstützung einer Theorie. Harvey errechnet einfach, wie viel Blut durch die Venen ankommt und durch das Herz fließt. Anhand einer Schätzung des Blutvolumens, das das Herz bei jedem Schlag pumpt, und der Anzahl der Schläge pro Minute, kommt er zu dem Schluss, dass allein in einer halben Stunde das Volumen der Blutflüssigkeit, die durch das Herz fließt, größer ist als das gesamte im Körper enthaltene Blut. Es wäre unmöglich, dass die Leber ständig so viel Blut produziert.

Obwohl Harvey die vom Herzen pro Minute gepumpte Blutmenge völlig unterschätzt hat, ist die Hauptschlussfolgerung richtig. Heute wissen wir, dass unser Herz an einem einzigen Tag mehr als 1300 Mal unermüdlich das gesamte Blut in unserem Körper durch sein Inneres leitet. Und trotz all dieser Anstrengungen ist das Herz sehr effizient: Um im Ruhezustand zu funktionieren, benötigt es eine Leistung von einem Watt, während das Gehirn eine verschwenderische kleine Maschine ist, die bis zu 20 Watt verbraucht.

Im Kreislaufsystem transportieren die Arterien das Blut vom Herzen zu anderen Organen, während die Venen das Blut zurück zum Herzen führen. Harvey demonstrierte dieses Prinzip, indem er Tiere sezierte, um den Blutfluss direkt zu beobachten, oder indem er den Fluss zum Herzen unterbrach, mit dem Ergebnis, dass sich das Herz schnell entleerte. Heute wissen wir, dass wir sozusagen zwei Herzen haben: Die rechte Seite des Herzens pumpt das Blut in die Lunge, wo es mit Sauerstoff angereichert wird, und kehrt dann in die linke Seite zurück, von wo aus es mit hohem Druck durch den Körper gepumpt wird. Es mag effizienter sein, beiden Herzen in einem Paket zu vereinen, aber Kraken, zum Beispiel, arbeiten mit drei separaten Herzen: zwei für die Sauerstoffversorgung des Blutes in den Kiemen und ein weiteres, um das Blut durch den Körper zu pumpen. Kraken haben auch blaues Blut, weil sie für den Sauerstofftransport ein kupferhaltiges Protein anstelle von Hämoglobin verwenden. Aber ich schweife ab.

Das Vorhandensein von Klappen im Herzen, die das Blut nur in eine Richtung fließen lassen, und von Klappen in den Venen, die den Rückfluss des Blutes verhindern, ermöglichte es Harvey, den Kreislauf, über den das Blut das Herz verlässt und den gesamten Körper mit Sauerstoff versorgt, gedanklich zu schließen. Letzteres konnte Harvey nicht postulieren, da die Existenz von Sauerstoff nicht bekannt war (er wurde erst 150 Jahre später entdeckt), aber es war klar, dass die Lungen ein „Etwas“ lieferten, das sogar den Farbton des Blutes veränderte und im ganzen Körper verteilt wurde. Es war nicht bekannt, ob es sich um Wärme oder eine Art „Lebensprinzip“ handelte.

Anzeige

Die einzige wichtige Unbekannte, die Harveys Buch offen ließ, war die Art und Weise, wie das Blut von den Arterien zu den Venen, beispielsweise in den Extremitäten, gelangt. Kapillaren, d.h. kleinen Röhren, die die Venen mit den Arterien verbinden, wurden von dem italienischen Anatomen Marcello Malpighi erst 33 Jahre nach der Veröffentlichung von Motu Cordis entdeckt. Sie zu finden war nicht leicht. Kapillaren haben einen Durchmesser von 5 bis 10 Mikrometern, und einige sind so dünn, dass die roten Blutkörperchen einzeln durch sie hindurchgehen. Um Kapillaren zu sehen, braucht man ein Mikroskop, und Malpighi war einer der ersten, der ein solches benutzte, weshalb er als Begründer der Mikroanatomie gilt.

So konnte Harvey mit Motu Cordis zeigen: (a) dass die Blutmenge im menschlichen Körper relativ konstant ist, (b) dass unser gesamtes Blut im Laufe des Tages mehrmals durch das Herz fließt, (c) dass das System ein geschlossener Kreislauf mit einer bestimmten Fließrichtung ist, (d) dass der Druck, der die Arterien anschwellen lässt, durch das Herz erzeugt wird, das als hydraulische Pumpe wirkt, (e) dass das Blut zunächst durch die Lungen fließt, um dann zum Herzen zurückzukehren, und (f) dass es von dort aus durch die Arterien in den restlichen Körper gepumpt wird und über die Venen zum Herzen zurückfließt.

Harvey wäre sicher an der modernen Erkenntnis interessiert gewesen, dass unsere doppelte Hydraulikpumpe, das Herz, letztlich von zwei sekundären Pumpen, den Füßen, unterstützt wird. Schon beim Gehen entsteht ein Überdruck, der den Rücktransport des Blutes zu Herz und Kopf erleichtert. Soldaten mit niedrigem Blutdruck werden daher ohnmächtig, wenn sie stundenlang stehen müssen. Mit unserem Doppelherz und den zwei Sekundärpumpen brauchen wir nicht neidisch auf den verschwenderischen Oktopus und seine drei gewaltigen Herzen zu sein.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Ähnliche Artikel