Herz / Kreislauf II Herzmechanik

Transkript

1 Herz / Kreislauf II Herzmechanik

2 Organismus Herz / Kreislauf Überblick 4. & 5. Doppelstunde (Kreislauf + Kreislaufregulation) Organ Diese und die nächste Doppelstunde (Herzmechanik / EKG) Zelle Letzte Doppelstunde Organellen / Moleküle

3 Herzmechanik Anatomische Grundlagen Aortenklappe linker Vorhof rechter Vorhof Mitralklappe Trikuspidalklappe linker Ventrikel rechter Ventrikel Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 212

4 Herzmechanik Aktionsphasen des Herzens Systole 1. Anspannungsphase 2. Austreibungsphase rechter Vorhof 5 / 3 mmhg linker Vorhof 8 / 4 mmhg Aorta 120 / 80 mmhg Diastole 3. Erschlaffungsphase 4. Füllungsphase Arteria pulmonalis 22 / 10 mmhg Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 212 rechter Ventrikel 22 / 4 mmhg linker Ventrikel 120 / 7 mmhg

5 Herzmechanik Druckverläufe in den beiden Herzhälften Abkürzungen : A : Anspannungsphase AT : Austreibungsphase E : Entspannungsphase F : Füllungsphase Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 451.

6 Herzmechanik Der Ventilebenenmechanismus Zustand am Ende der Systole : Durch die Kontraktion des Ventrikels tritt die Ventilebene tiefer und saugt damit Blut in den Vorhof. In der Diastole stülpt sich der Ventrikel durch Höhertreten der Ventilebene über das in den Vorhöfen liegende Blut. Dies trägt wesentlich zur Füllung des Ventrikels bei. Abb. aus : J. Schrader : Das Herz In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 2. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 1996, S. 127

7 Herzmechanik Druckverläufe in den beiden Herzhälften Abkürzungen : A : Anspannungsphase AT : Austreibungsphase E : Entspannungsphase F : Füllungsphase Abbildung aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 451.

8 Herzmechanik Die Wandspannung? Abbildung aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 456.

9 Herzmechanik Das Gesetz von Laplace Durch Gleichsetzen der Kräfte und Umformen erhält man: Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1995.

10 Herzmechanik Die Wandspannung Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1995, S. 456.

11 Druck-Volumen-Beziehungen Druckverlauf im linken Ventrikel A B C D Schluß der Atrioventrikularklappen Öffnen der Aortenklappen Schluß der Aortenklappen Öffnen der Atrioventrikularklappen I II III IV Anspannungsphase Austreibungsphase Entspannungsphase Füllungsphase Abb. aus : W. Kuschinsky : Herz-Kreislauf-Funktion. In : P. Deetjen, E.J. Speckmann : Physiologie, 3. Auflage, Urban & Fischer, München - Stuttgart - Jena - Lübeck - Ulm 1999, S. 298

12 Herzmechanik Kontraktionsformen Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1995

13 Druck-Volumen-Beziehungen Herz-Lungen-Präparat nach Starling Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1995

14 Druck-Volumen-Beziehungen Was ist ein Windkessel?

15 Druck-Volumen-Beziehungen Herz-Lungen-Präparat nach Starling afterload preload Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1995

16 Druck-Volumen-Beziehungen Druck-Volumen Diagramm des linken Ventrikels

17 Druck-Volumen-Beziehungen Erklärung der Druck-Volumen-Beziehungen

18 Druck-Volumen-Beziehungen Kurve der Unterstützungsmaxima Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer Berlin, Heidelberg, New York 1995

19 Druck-Volumen-Beziehungen Druck-Volumen Diagramm des linken Ventrikels Abb. aus : J. Schrader, M. Kelm: Das Herz In : R. Klinke, H.C. Pape, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005, S. 142.

20 Druck-Volumen-Beziehungen Druck-Volumen-Diagramm bei akuter Volumenbelastung Abb. aus : J. Schrader, M. Kelm: Das Herz In : R. Klinke, H.C. Pape, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005, S. 157.

21 Druck-Volumen-Beziehungen Druck-Volumen-Diagramm bei akuter Volumenbelastung Abb. aus : W. Kuschinsky : Herz-Kreislauf-Funktion. In : P. Deetjen, E.J. Speckmann : Physiologie, 3. Auflage, Urban & Fischer, München - Stuttgart - Jena - Lübeck - Ulm 1999, S. 301.

22 Druck-Volumen-Beziehungen Druck-Volumen-Diagramm bei akuter Druckbelastung Abb. aus : J. Schrader, M. Kelm: Das Herz In : R. Klinke, H.C. Pape, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005, S. 157.

23 Druck-Volumen-Beziehungen Druck-Volumen-Diagramm bei akuter Druckbelastung Abbildung aus : W. Kuschinsky : Herz-Kreislauf-Funktion. In : P. Deetjen, E.J. Speckmann : Physiologie, 3. Auflage, Urban & Fischer, München - Stuttgart - Jena - Lübeck - Ulm 1999, S. 301.

24 Druck-Volumen-Beziehungen Druck-Volumen-Diagramm bei Sympathikusaktivierung Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1995,.

25 Druck-Volumen-Beziehungen Druck-Volumen-Diagramm bei Sympathikusaktivierung Abb. aus : W. Kuschinsky : Herz-Kreislauf-Funktion. In : P. Deetjen, E.J. Speckmann : Physiologie, 3. Auflage, Urban & Fischer, München - Stuttgart - Jena - Lübeck - Ulm 1999, S. 301.

26 Druck-Volumen-Beziehungen Zusammenfassung 1. Bei einer Erhöhung des enddiastolischen Volumens (EDV), d. h. bei Erhöhung der Vorlast, steigt das Schlagvolumen (SV). Das SV ist im physiologischen Bereich dem EDV proportional. Der Frank-Starling-Mechanismus passt die Auswurfleistung des Herzens dem Blutrückstrom an. 2. Bei einer Erhöhung der Nachlast, d.h. beim Anstieg des diastolischen Blutdrucks in der Aorta, nimmt zunächst das SV ab. Durch die anschließend vermehrte Füllung wird das Schlagvolumen wieder erhöht: Das SV ist (innerhalb bestimmter Grenzen) unabhängig von Aortendruck. 3. Beide Effekte beruhen (im wesentlichen) auf der dehnungsabhängigen Zunahme der Empfindlichkeit des Myokards für Calciumionen und sind auch am isolierten Organ zu beobachten 4. Der Frank-Starling Mechanismus spielt eine wichtige Rolle beim Abgleich der Herzzeitvolumina des rechten und linken Herzens. 5. Der Frank-Starling-Mechanismus ist allein nicht in der Lage, das Herzzeitvolumen bei körperlicher Leistung adäquat zu erhöhen. Hierzu ist eine verstärkte sympathische Innervation des Herzens notwendig.

27 Herzmechanik Äußere Signale der Herztätigkeit Wichtige Informationen über die Herztätigkeit können über nicht invasive Maßnahmen getroffen werden. Hierzu zählen : Palpation / Mechanokardiogramm Auskultation / Phonokardiographie Palpation / Messung des Karotispulses Beobachtung / Messung des Jugularispulses EKG Echokardiographie Zu den invasiven Methoden zählen : Druckmessung über einen Herzkatheter Darstellung von Herzkammern und Gefäßen durch die Angiographie Intrakardiales EKG

28 Herztöne und Herzgeräusche Zeitliche Korrelation von Herztönen und Drücken während des Herzzyklus Abbildung aus : W. Kuschinsky : Herz-Kreislauf-Funktion. In : P. Deetjen, E.J. Speckmann : Physiologie, 3. Auflage, Urban & Fischer, München 1999, S. 316

29 Herztöne und Herzgeräusche Entstehung der Herztöne Herzton I. Herzton (systolischer Ton) II. Herzton (diastolischer Ton) 1. Segment II. Herzton (diastolischer Ton) 2. Segment Interpretation Der Ventrikel beginnt zu kontrahieren. Der Ventrikeldruck übersteigt den des Vorhofes. Die Mitralklappe schließt sich. Der Ventrikel spannt sich um den inkompressiblen Inhalt an. Die dabei erzeugten Schwingungen sind als I. Herzton hörbar. Der Ventrikel hat den größten Teil des Ventrikelvolumens in die Aorta gepumpt. Der Ventrikeldruck fällt unter den Aortendruck und die Aortenklappe schließt sich. Die damit verbundenen Schwingungen der Aortenwurzel sind als erstes Segment des II. Herztones hörbar. Das zweite Segment des II. Herztones kommt durch die mit dem Schluß der Pulmonalisklappe verbundenen Schwingungen zustande. Im Inspirium nimmt der Abstand zwischen den beiden Anteilen des II. Herztones zu. Durch den intrathorakal vermindeten Druck erhöht sich der venöse Rückstrom aus der Körperperipherie, das rechtsventrikuläre Schlagvolumen nimmt zu und der Schluß der Aortenklappe wird hinausgezögert. Mit der Inspiration nimmt auch die Kapizität des venösen Teils des Pulmonalkreislaufs zu. Der Rückstrom zum linken Herzen ist damit vermindert. Das Schlagvolumen des linken Ventrikels nimmt ab und die Aortenklappe schließt früher.

30 Herztöne und Herzgeräusche Entstehung der Herztöne Herzton III. Herzton Interpretation Durch den frühdiastolischen Bluteinstrom aus dem Vorhof wird die Ventrikelwand in Schwingungen versetzt, die als III. Herzton zu hören sind. Im wesentlichen sind es drei Mechanismen, die die Entstehung des III. Herztones begünstigen : 1.Durch ein erhöhtes endsystolisches ventrikuläres Restvolumen (z.b. bei Herzinsuffizienz) erreicht die Ventrikelwand die Grenzen ihrer passiven Dehnbarkeit früher. Es kommt zur Dezelerationsvibration. 2.Durch eine Steigerung des frühdiastolischen passiven Bluteinstromes (z.b. bei Mitralinsuffizienz) wird die Ventrikelwand ebenfalls in Dezelerations schwingungen versetzt. 3.Bei Hypertrophie und verminderter passiver Dehnbarkeit des Ventrikels (z.b. bei Hypertonie) kann die Abbremsung der passiven Ventrikelfüllung ebenfalls abrupter werden. IV. Herzton (Vorhofton) Der IV. Herzton wird durch die Kontraktion der Vorhöfe verursacht.

31 Herztöne und Herzgeräusche Auskultationspunkte Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Clinical Anatomy, Novartis 1997, Tafel C381 AO (2. ICR, parasternal rechts) : Aortenklappe PA (2.ICR, parasternal links) : Pulmonalarterie LV (5.ICR, Medioclavicularlinie, links) : linker Ventrikel RV (5. ICR, parasternal rechts) : rechter Ventrikel Erbscher Punkt (4. ICR, parasternal, links)

32 Herztöne und Herzgeräusche Auskultationstechniken Abbildung aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Clinical Anatomy, Novartis 1997, Tafel C380

33 Herztöne und Herzgeräusche Entstehung der Herzgeräusche Vitium Auskultation Skizze Mitralklappen stenose Mitralklappen insuffizienz paukender 1. HT Mitralöffnungston diastolisches Intervallgeräusch (Decrescendo) präsystolisches Crescendogeräusch leiser 1. HT holosystolisches gießendes Geräusch (Decrescendo- oder Bandgeräusch) über der Herzspitze mit Fortleitung in die Axilla evtl. 3. HT bei schwerer Mitralinsuffizienz mit großem Pendelvolumen evtl. niederfrequentes, kurzes Intervalldiastolikum als Folge einer relativen Mitralstenose

34 Herztöne und Herzgeräusche Entstehung der Herzgeräusche Vitium Auskultation Skizze Aortenklappen stenose Aorten klappen Insuffizienz rauhes spindelfömiges Systolikum mit punctum maximum im 2. ICR rechts parasternal, Fortleitung in die A. carotis Abschwächung des I. und II. HT verminderte oder inverse Spaltung des II. HT präsystolischer Extraton (Vorhofton) gießendes oder hauchendes hochfrequentes diastolisches Sofortgeräusch mit Decrescendocharakter und punctum maximum im 3. ICR links parasternal, Fortleitung in die Aorta evtl. zusätzliches systolisches Geräusch infolge funktioneller Aortenklappenstenose diastolisches Austin-Flint-Geräusch abgeschwächter 2. HT zusätzlicher 3. HT evtl. Vorhofton (4. HT)

35 Herztöne und Herzgeräusche Karotis- und Jugularispuls Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995

36 Herztöne und Herzgeräusche Karotis- und Jugularispuls Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995

37 Herzmechanik Karotis- und Jugularispuls Abb. aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1995, S. 455.

38 Herzmechanik Pathologische Veränderungen des Karotispulses Normalbefund Langsamer initialer Anstieg, die Amplitude erreicht erst vor dem zweiten Herzton das Maximum Es liegt eine Ausflußbehinderung (z.b. Aortenstenose) vor.

39 Herzmechanik Pathologische Veränderungen des Karotispulses

40 Herzmechanik Karotis- und Jugularispuls a-welle: Kontraktion des rechten Vorhofes c-welle: Vorwölbung der Trikuspidalklappen während der Systole in den Vorhof. x-senkung: Verschiebung der Ventilebene in Richtung auf die Herzspitze v-welle: Verschiebung der Ventilebene zur Herzbasis y-senkung: Öffnen der Trikuspidalklappen Abbildung aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 453.

41 Herzmechanik Pathologische Veränderungen des Jugularispulses Abb. aus : J.K. Perloff, E. Braunwald : Physical Examination of the Heart and Circulation. In : E. Braunwald : Heart Disease, 5. Auflage, W.B. Saunders Company, Philadelphia London Toronto Montreal Sydney Tokyo 1997, S. 19.

42 Herzmechanik Herzkatheter Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel C385+C386

43 Herzmechanik Herzkatheter Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel C385

44 Herzmechanik Herzkatheter Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel C386

45 Herzmechanik Echokardiographie Abbildung aus : H.Antoni : Mechanik der Herzaktion. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 455.

46 Herzmechanik Zusammenfassung Abb. aus : W. Kuschinsky : Herz- Kreislauf-Funktion. In : P. Deetjen, E.J. Speckmann : Physiologie, 3. Auflage, Urban & Fischer, München - Stuttgart - Jena - Lübeck - Ulm 1999, S. 316