Herz / Kreislauf IIHerzmechanik

Herz / KreislaufÜberblick

Organismus

Organ

Zelle

Organellen / Moleküle

Letzte Doppelstunde

Diese und die nächste Doppelstunde (Herzmechanik / EKG)

4. & 5. Doppelstunde(Kreislauf + Kreislaufregulation)

HerzmechanikAnatomische Grundlagen

linker Ventrikel

Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 212

linker Vorhof

Mitralklappe

Trikuspidalklappe

rechter Vorhof

rechter Ventrikel

Aortenklappe

HerzmechanikAktionsphasen des Herzens

Systole1. Anspannungsphase2. Austreibungsphase

Diastole3. Erschlaffungsphase4. Füllungsphase

Aorta120 / 80 mmHg

rechter Vorhof5 / 3 mmHg

Arteria pulmonalis22 / 10 mmHg

rechter Ventrikel22 / 4 mmHg

linker Ventrikel120 / 7 mmHg

linker Vorhof8 / 4 mmHg

Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 212

HerzmechanikDruckverläufe in den beiden Herzhälften

Abkürzungen :A : AnspannungsphaseAT : AustreibungsphaseE : EntspannungsphaseF : 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.

HerzmechanikDer Ventilebenenmechanismus

Zustand am Ende der Systole : Durch die Kontraktion des Ventrikels tritt die Ventilebene tiefer und saugt damit Blut in den Vorhof.

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

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.

HerzmechanikDruckverläufe in den beiden Herzhälften

Abkürzungen :A : AnspannungsphaseAT : AustreibungsphaseE : EntspannungsphaseF : 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.

HerzmechanikDie 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.

HerzmechanikDas 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.

HerzmechanikDie 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.

Druck-Volumen-BeziehungenDruckverlauf im linken Ventrikel

I Anspannungsphase

II Austreibungsphase

III Entspannungsphase

IV Füllungsphase

A Schluß der Atrioventrikularklappen

B Öffnen der Aortenklappen

C Schluß der Aortenklappen

D Öffnen der Atrioventrikularklappen

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

HerzmechanikKontraktionsformen

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

Druck-Volumen-BeziehungenHerz-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

Druck-Volumen-BeziehungenWas ist ein Windkessel ?

Druck-Volumen-BeziehungenHerz-Lungen-Präparat nach Starling

preload

afterload

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

Druck-Volumen-BeziehungenDruck-Volumen Diagramm des linken Ventrikels

Druck-Volumen-BeziehungenErklärung der Druck-Volumen-Beziehungen

Druck-Volumen-BeziehungenKurve 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

Druck-Volumen-BeziehungenDruck-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.

Druck-Volumen-BeziehungenDruck-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.

Druck-Volumen-BeziehungenDruck-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.

Druck-Volumen-BeziehungenDruck-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.

Druck-Volumen-BeziehungenDruck-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.

Druck-Volumen-BeziehungenDruck-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,.

Druck-Volumen-BeziehungenDruck-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.

Druck-Volumen-BeziehungenZusammenfassung

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.

HerzmechanikÄußere 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

Herztöne und HerzgeräuscheZeitliche 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

Herztöne und HerzgeräuscheEntstehung der Herztöne

Herzton InterpretationI. Herzton(systolischer Ton)

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.

II. Herzton(diastolischer Ton)1. Segment

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.

II. Herzton(diastolischer Ton)2. Segment

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.

Herztöne und HerzgeräuscheEntstehung der Herztöne

Herzton InterpretationIII. Herzton 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 Dezelerationsschwingungen 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.

Herztöne und HerzgeräuscheAuskultationspunkte

AO (2. ICR, parasternal rechts) : AortenklappePA (2.ICR, parasternal links) : PulmonalarterieLV (5.ICR, Medioclavicularlinie, links) : linker VentrikelRV (5. ICR, parasternal rechts) : rechter VentrikelErbscher Punkt (4. ICR, parasternal, links)Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Clinical Anatomy, Novartis 1997, Tafel C381

Herztöne und Herzgeräusche Auskultationstechniken

Abbildung aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Clinical Anatomy, Novartis 1997, Tafel C380

Herztöne und HerzgeräuscheEntstehung der Herzgeräusche

Vitium Auskultation SkizzeMitral-klappenstenose

• paukender 1. HT• Mitralöffnungston• diastolisches Intervallgeräusch

(Decrescendo)• präsystolisches Crescendogeräusch

Mitral-klappeninsuffizienz

• 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

Herztöne und HerzgeräuscheEntstehung der Herzgeräusche

Vitium Auskultation SkizzeAorten-klappenstenose

• 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)

AortenklappenInsuffizienz

• 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)

Herztöne und Herzgeräusche Karotis- und Jugularispuls

Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995

Herztöne und Herzgeräusche Karotis- und Jugularispuls

Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995

HerzmechanikKarotis- 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.

HerzmechanikPathologische Veränderungen des Karotispulses

Normalbefund Langsamer initialer Anstieg,die Amplitude erreicht erst vor dem zweiten Herzton das MaximumEs liegt eine Ausflußbehinderung (z.B. Aortenstenose) vor.

HerzmechanikPathologische Veränderungen des Karotispulses

HerzmechanikKarotis- und Jugularispuls

a-Welle: Kontraktion des rechten Vorhofesc-Welle: Vorwölbung der Trikuspidalklappen während der Systole in den Vorhof.x-Senkung: Verschiebung der Ventilebene in Richtung auf die Herzspitzev-Welle: Verschiebung der Ventilebene zur Herzbasisy-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.

HerzmechanikPathologische 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.

HerzmechanikHerzkatheter

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

HerzmechanikHerzkatheter

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

HerzmechanikHerzkatheter

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

HerzmechanikEchokardiographie

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.

HerzmechanikZusammenfassung

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