Mechanik der Herzaktion (HERZZYKLUS)

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1 Mechanik der Herzaktion (HERZZYKLUS) Lernziele: 36, 37,40 Kontraktionsformen des Myokards Preload (Vorlast) Afterload (Nachlast) auxoton 1

2 Mechanik der Herzaktion (HERZZYKLUS) Ventrikelsystole Anspannungsphase Austreibungsphase Ventrikeldiastole Entspannungsphase Füllungsphase + Vorhofsystole Elektrische Aktivierung Muskelkontraktion Druckänderungen im Herzen Änderung der Klappenposition Änderung des Volumens Herzzyklus Laplace-Beziehung P = K 2d r 140 P: Innendruck K: Wandspannung d: Wanddicke r: Radius 70 R R P Q S T P Q S A: Schluss der Mitralklappe B: Öffnung der Aortenklappe C: Schluss der Aortenklappe D: Öffnung der Mitralklappe 2

3 das linke Herz das rechte Herz Physiologische Druckwerte in den Ventrikeln, Vorhöfen und in den arteriellen Ausstrombahnen beim Jugendlichen in körperlicher Ruhe höchster systolischer Druck (mmhg) enddiastolischer Druck (mmhg) linker Ventrikel Aorta rechter Ventrikel Truncus pulmonalis linker Vorhof rechter Vorhof

4 Ventilebenen-Mechanismus Systole Diastole Einfluss der Herzfrequenz auf die Herzdynamik Frequenz (min -1 ) Dauer der Systole (s) Dauer der Diastole (s) Relative Arbeitszeit (%) ,28 0,25 0,58 0, Herzfrequenz: Schlagvolumen: ca. 70/min (bis 180/min) ca. 70 ml (bis 125 ml) Herzzeitvolumen (Schlagvolumen x Herzfrequenz): ca. 5 l/min (bis 25 l/min) Herzindex (Herzzeitvolumen/m 2 Körperoberfläche): 3,4 l/min/m 2 Enddiastolisches Volumen: Endsystolisches (Rest) Volumen: ca. 140 ml ca. 70 ml Ejektionsfraktion: ca. 50 % (Schlagvolumen / Enddiastolisches Volumen) 4

5 Frank-Starling-Mechanismus (Druck-Volumen-Diagramm) Otto Frank ( ) Ernest Starling ( ) isovolumetrische Maxima isotonische Maxima Bei einer vermehrten Volumenbelastung der Ventrikel, d.h. einer Erhöhung des Preloads, reagiert das Herz innerhalb eines gewissen Bereichs automatisch mit einer Erhöhung des Schlagvolumens. Die normale Vordehnungsbereich liegt im aufsteigenden Schenkel der Kurve. Ruhe- Dehnungskurve Druck-Volumen-Diagramm des linken Ventrikels C B Isotonische Maxima D diastol. Aortendruck A A: Schluss der Mitralklappe B: Öffnung der Aortenklappe C: Schluss der Aortenklappe D: Öffnung der Mitralklappe 5

6 Anpassung an wechselnde Belastungen Volumenbelastung Druckbelastung Der Ventrikel ist in der Lage, bei unverändertem enddiastolischem Volumen entweder ein größeres Schlagvolumen (1) zu befördern, oder das ursprüngliche Schlagvolumen gegen einen erhöhten Druck auszuwerfen (2)

7 Anpassung der Herzaktion Intrakardiale Anpassungsmechanismen Erhöhtes venöses Angebot (Vorlast) Zunahme des Aorten- bzw. Pulmonalisdrucks (Nachlast) Extrakardiale Anpassungsmechanismen Abnahme des Vagustonus Zunahme des Sympathikustonus Systolendauer : Diastolendauer = 1:2 (70/min) 5:3 (150/min) Äußere Signale der Herztätigkeit Herzspitzenstoß Herzschall Stethoskop Phonokardiographie Röntgenuntersuchung Echokardiographie Anwendung des Herzkatheters 1. Herzton: Anspannungston 2. Herzton: Klappenton (Schluß der Taschenklappen) 3. Herzton: Ventrikelfüllung 4. Herzton:Vorhofkontraktion Jugularispuls: a: Vorhofkontraktion c: Vorwölbung der Trikuspidalklappe während der Anspannungsphase x: Verschiebung der Ventilebene v: Rückkehr der Ventilebene bei noch geschlossener Trikuspidalklappe y: Druckabfall im Vorhof nach Öffnen der Trikuspidalklappe 7

8 Auskultationspunkte Projektion der Herzklappen u. der relativen Herzdämpfung (rote Linie) auf die vordere Brustwand. Richtung der Fortleitung von Klappengeräuschen: blaue Pfeile; Auskultationspunkte: rote Punkte (A = Aortenklappe, P = Pulmonalklappe, T = Trikuspidalklappe, M = Mitralklappe) Koronardurchblutung arteriovenöse Sauerstoffdifferenz: 140 ml/l Blut (aus 200 ml/l) Koronardurchblutung: ml/min/100 g Gewebe kann auf 4-5fache gesteigert werden 8

9 Myokarddurchblutung Beeinflussung der Koronardurchblutung Physikalische Faktoren: Perfusionsdruck Kompression der Koronargafäße bei jeder Systole 1 1,2 ( ) (NO) Energiegewinnung im Herzmuskel ATP Kreatinphosphat Oxidative Phosphorylierung freie Fettsäuren (50%) Glucose (30%) Lactat (20%) Anaerobe Glykolyse 9