Das Wichtigste: 15 Herz

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1 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste Das Wichtigste: 15 Herz

2 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.1 Übersicht Herz-Kreislauf-System Herz die Pumpe des Blutkreislaufs Herzminutenvolumen (HMV) HMV = SV x HF in Ruhe: [SV Schlagvolumen (ml), HF Herzfrequenz (/min)] SV = 80 ml HF = 70 /min 80 ml x 70 /min = 5,6 l/min HMV in Ruhe ca. 5-6 l/min

3 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.2 Elektrophysiologie des Herzens Herz: Erregungsbildung Schrittmacherzellen erhöhte Ruheleitfähigkeit für Na + führt zum spontanen Erreichen des Schwellenpotenzials Depolarisation durch Ca 2+ -Einstrom autonome Erregungsbildung in Schrittmacherzentren (Autorhythmie) Sinusknoten primärer Schrittmacher (70/min) AV-Knoten sekundärer Schrittmacher (40-50/min) His-Bündel tertiärer Schrittmacher (25-40/min)

4 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.2 Elektrophysiologie des Herzens Herz: Erregungsausbreitung Erregungsausbreitung im Herzen (Reihenfolge) 1. Sinusknoten (primärer Schrittmacher) 2. Arbeitsmuskulatur (Atrium) 3. AV-Knoten 4. His-Bündel 5. re/li Kammerschenkel 6. Purkinje Fasern 7. Arbeitsmuskulatur (Ventrikel) ; Springer: Physiologie des Menschen, Schmidt/Lang/Thews, 2005, 559, 25.5

5 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.2 Elektrophysiologie des Herzens EKG (Elektrokardiogramm) Ausdruck der Erregungsvorgänge am Herzen oberflächliche Messung eines Integralvektors ('Summengröße') erzeugt durch elementare Dipole (Muskelfaser) E-Vektor zeigt von erregt (-) zu unerregt (+)

6 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.2 Elektrophysiologie des Herzens EKG-Ableitungen bipolare Extremitätenableitung Einthoven I, II, III (II Standardableitung) unipolare Extremitätenableitung Goldberger avr, avl, avf unipolare Brustwandableitung Wilson V1, V2, V3, V4, V5, V6 bipolar: Potentialdifferenz zwischen 2 Ableitungen/2 Messelektroden unipolar : Potentialdifferenz zwischen einer Messelektrode und einer Referenzelektrode

7 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.2 Elektrophysiologie des Herzens EKG: Einthoven II ; Springer: Physiologie des Menschen, Schmidt/Thews 1997, 485, 23.9 P-Welle - Erregungsausbreitung über die Vorhöfe - vor Beginn der Vorhofkontrakt. - < 0,1 s PQ-Strecke (Ende P bis Anfang Q) - Nulllinie - < 0,1 s PQ-Intervall (Anfang P bis Anfang Q) - Überleitungszeit - < 0,2 s QRS-Komplex (Anfang Q bis Ende S) - Erregungsausbreitung über den Ventrikel - vor Beginn der Kammerkontraktion - < 0,1 s ST-Strecke (Ende S bis Anfang T) - vollständige Erregung des Ventrikels - Nulllinie T-Welle - Erregungsrückbildung - Beginn der Repolarisation an der Herzspitze

8 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.2 Elektrophysiologie des Herzens EKG: diagnostische Aussagen Frequenz in Ruhe: 60-90/min > 90/min Tachykardie < 60/min Bradykardie Herzlage Indifferenztyp Erregungsursprung normal: Sinusknoten pathologisch: Vorhof, AV-Knoten, Ventrikel Rhythmusstörungen Sinusarrhythmie, Extrasystolen Leitungsstörungen PQ-Intervall > 0,2 s, AV-Block, QRS-Komplex > 0,2 s Myokardinfarkt Hebung/Senkung der ST- Strecke

9 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.3 Herzmechanik Herzzyklus Phase Taschenklappen Segelklappen Öffnung und Schluss der Klappen folgen den Druckdifferenzen Systole Anspannungsphase zu zu Austreibungsphase offen zu zu zu Diastole Entspannungsphase Füllungsphase zu offen ; ; Elsevier/Urban & Fischer: Crashkurs Physiologie, Gerstorfer 2004, 54, 4.10

10 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.3 Herzmechanik Arbeitsdiagramm des Herzens Druck [mm Hg] 120 Austreibungsphase 80 Entspannungsphase SV Anspannungsphase 12 5 Füllungsphase Volumen [ml] Kuhnen 2011

11 15 Herz PD DR. Gernot Kuhnen Das Wichtigste: 15.3 Herzmechanik T Ventrikelfüllung (Füllung der Herzkammer) Ventilebenenmechanismus Verschiebung der Ventilebene in Richtung Herzbasis Sogfüllung Vorhofkontraktion nur 10% der Füllung Druckfüllung Druckdifferenz zwischen Ventrikel und Vorhof (Druck-Sog-Füllung)

12 Das Wichtigste Das Wichtigste: 16 Kreislauf

13 Das Wichtigste: Funktion und Aufgaben Allgemeiner Funktionsplan des Blutkreislaufs Pumpe: Herz Windkessel (Energiespeicherung): Aorta und große Arterien variabler Widerstand: kleine Arterien und Arteriolen Austauscher: Kapillaren und Venolen variable Kapazität: Venen und Lungengefäße Thieme: Lehrbuch der Physiologie, Klinke/Silbernagl, 2001, 147, 8.1 ;

14 Das Wichtigste: Funktion und Aufgaben Volumenverteilung Hochdrucksystem 15 % (Arterien, Arteriolen) Niederdrucksystem 85 % Venen 64 % Lungenkreislauf 10 % Herz 6 % Kapillaren 5 % Hochdrucksystem arterieller Teil des Köperkreislaufs/großer Kreislauf mittlerer BP meist mm Hg Aorta bis z.t. in die Arteriolen Niederdrucksystem venöser Teil und Lungenkreislauf mittlerer BP meist < 20 mm Hg

15 Das Wichtigste: Funktion und Aufgaben Durchblutungsverteilung Gewebe % HZV % MR % Gewicht Gehirn Myokard ,4 Nieren ,4 Leber + Milz + Eingeweide Skelettmuskulatur Haut Skelett u.a Summe

16 Das Wichtigste: Blutgefäßsystem Strömungsgesetze Strömungsrichtung Flüssigkeiten strömen stets vom Ort höheren zum Ort niederen Drucks li Ventrikel mm Hg, Aorta 100, Arterien 80-40, präkapilläre Gefäße 35-30, Kapillaren 25, postkapilläre Gefäße 20-15, Venen 15-10, ZVD 4-2, re Ventrikel 3-25, Lunge 7, li Ventrikel Durchflussmenge ist abhängig von der Blutdruckdifferenz ( P) und dem Gefäßwiderstand (R): HMV = P / R

17 Das Wichtigste: Blutgefäßsystem Strömungswiderstand Strömungswiderstand wird bestimmt durch: 1. Durchmesser des Blutgefäßes (entscheidend!) 2. Länge des Gefäßes 3. Viskosität des Blutes (Zähigkeit bzw. innere Reibung, (hoher Hb Sportler) Hagen-Poiseuille-Gesetz l 8 η R = π r 4 l Länge η Viskosität [η eta] r Gefäßradius kurzfristig: R = Konstante / r 4

18 Das Wichtigste: 16.3 Blutdruckregulation Blutdruckregulation Ziel der Regulationen im Kreislauf ist die Sicherstellung einer ausreichenden Versorgung des Körpers, insbesondere der lebenswichtigen Organe (Gehirn, Herz, Lunge, Nieren), unter verschiedenen Lebensumständen. Der Blutdruck ist hierbei die entscheidende Größe. Blutdruck Gefäßwiderstand x HMV Der Sollwert (MAP) wird erhöht durch: - körperliche Arbeit, Stress, pco2, po2

19 Das Wichtigste: 16.3 Blutdruckregulation Regelkreis der Blutdruckregulation (kurz- und mittelfristig) Regelgröße, Ist-Wert: Arterieller Blutdruck, MAP Meßfühler: Pressosensoren in Carotissinus, Aortenbogen Regler: Med.obl. Soll-Wert Störgrößen: z.b. Lageveränderung, Blutverlust Regelstrecke: Blutgefäße Stellglieder: Sinusknoten (Sympath.+, Parasympath.-) Herzmuskelzellen (Sympath.+) Herzmuskelzellen (Sympath.+) glatte Gefäßmuskulatur (Sympath. überwiegend vasokonstringierend) Stellgrößen: Herzfrequenz Schlagvolumen Schlagkraft Gefäßwiderstand

20 Das Wichtigste: 16.3 Blutdruckregulation Gegenregulation bei Blutverlust 1. Blutverlust, Blutvolumen 2. Rückstrom zum Herzen 3. Schlagvolumen 4. HMV 5. MAP 6. Pressorezeptoren melden sinkenden Blutdruck 7. Kreislaufzentrum (Medulla oblongata, verlängertes Mark) beschließt Gegenmaßnahmen kurzfristig: 8a. örtliche Vasokonstriktion, R (Widerstands- u. Kapazitätsgefäße) 8b. HF mittel-/langfristig: 9. Volumenverschiebung vom interstitiellen Raum und Intrazellularraum in das Blut 10. Verminderung der Flüssigkeitsausscheidung (Niere)

21 Das Wichtigste: 16.4 lokale Durchblutungsregulation lokale Mechanismen zur Auslösung von Vasokonstriktion und Vasodilatation lokal Vasokonstriktion lokal-mechanisch Myogene Autoregulation (Niere, Gehirn, Herz, Leber, Muskel; nicht: Lunge, Haut) - Gefäßmuskulatur reagiert auf Druckdehnung mit einer Konstriktion lokale Gewebshormone: Endothelin Thromboxan Vasodilatation lokal-chemisch-metabolisch durch: K +, H + po 2, pco 2 Adenosin Osmolarität lokale Gewebshormone: NO (EDRF) Acetylcholin, ATP Kallikrein, Bradikinin, Histamin

22 Das Wichtigste: 16.4 lokale Durchblutungsregulation nervale Mechanismen zur Auslösung von Vasokonstriktion und Vasodilatation nerval NA Vasokonstriktion Sympathikus über 1 -Rezeptoren: besonders in Haut, Nieren, Verdauungstrakt, Skelettmuskel Vasodilatation Sympathikus über 2 -Rezeptoren: nur in Skelettmuskel, Koronararterien, Darm, Leber (Parasympathikus unbedeutend: Genitalorgane, Speichel- u. Schweißdrüsen, Piaarterien des Gehirns, Koronararterien)

23 Das Wichtigste: 16.4 lokale Durchblutungsregulation hormonelle Mechanismen zur Auslösung von Vasokonstriktion und Vasodilatation Vasokonstriktion hormonal Noradrenalin Angiotensin II Vasopressin (ADH) Vasodilatation Adrenalin (in niedriger Konz. mittels 2 -Rezeptoren)

24 Das Wichtigste: 16.4 lokale Durchblutungsregulation Durchblutungsanpassung Die allgemeine Blutdrucksregulation erfolgt über zentrale nervale Mechanismen, während die Anpassung der Durchblutung überwiegend durch lokale Mechanismen erfolgt.

25 Das Wichtigste: 16.5 Blutdrucksmessung Blutdrucksmessung nach Riva-Rocci 1. Stau des Oberarms mit einer Druckmanschette: - kein Blut fließt durch die Oberarmarterie 2. Senken des Staudrucks 3. Beim Unterschreiten des systolischen Blutdrucks hört man rhythmische Strömungsgeräusche in der Oberarmarterie P sys 4. Ab dem Unterschreiten des diastolischen Blutdrucks fließt das Blut turbulenzfrei und man hört keine Strömungsgeräusche mehr P diastol ; Elsevier/Urban & Fischer: Physiologie heute, Golenhofen 2000, 232, 9.11

26 Das Wichtigste: 16.5 Blutdrucksmessung Blutdruck P systol Kennzeichen für die Herzaktion P diastol Kennzeichen für den Gefäßwiderstand Normalwert: 120/80 (16/10,7 kpa) Hypertonie (arterieller Bluthochdruck) (entscheidend P D > 90!) > 140/90 Hypotonie P systol < 100 (zu niedriger Blutdruck)