.o ber die von der Herztiitigkeit vcrursachten 1)ruck- veranderungen in der Brastliiihle.1

Von

Yrjo Renqviet. ($us dern Physiologischen Iiistitut der Universitilt Ilelsingfors.)

( M l t 6 Bignren In1 Text.)

J,ov@n2 hat als erster die in der Uberschrift genannte Frage untcr- sucht und hat cler li:rscheinnng eine Erklarung gegeben. Er bediente sich dabei folgender Untersuchnngsmethode. Die Bewegungen des Hrustkorbes wurden niit einem dem Mare y schen Pneumographen ahnelnden Apparat wahrend einer Respirationspause registriert und gleichzeitig w r d e der Radialispuls mittels eines improvisierten Mano- meters aufgenommen. Die erhaltenen Kurven zeigten, mit Beruck- sichtigung der Fortpflanzungszeit des Pulses bis zur A. radialis, daB gleichzeitig mit der Systole des Herzens cine Ehsmkung der Hrust- wand crfolgte.

Um storende Muskelbemegungen vollstandig auszuschalten, niachtc I, o v 6 n noch Versuche an kurarisierten Kaninchen. Dir Yersuchs- anordnung war folgendc. Die Trachcalkanule fiir die kiinstlichc Atrnung hatte ein Ventil, womit die kiinstliche Atmung unterbrochm und gleich- zeitig die Trachea init einem Kardiographen verbunden werden konntc, ivelcher die in den Lungen stattfindenden Druckveranderungen regi- strierte. Die Herzbewegungen mrden mittels ciner in das Herz ein- gestochenen Akupunkturnadel und leichten Hebeln registriert. Uic Yersuche zeigten, da13 der Luftdruck in den Lungen wahrend dcr Herz-

Der Redaktion am 20. September 1923 zugegangen. Lovbn, Nord. med. ad.. 1870. rd. IT. Nr. 19. - Anat. ti. phplsiol. Arb.

Tkipzig, S. 177.

systole plotzlich abnahm, urn wieder langsam 'wahrend der Diastole a nzus teigen.

Die Ursache dieser Erscheinung sucht Lov6n darin, daD von der Brusthohle wahrend der Herzsystole mehr R h t durch die Arterien Bus- aIs gleichzeitig durch die Venen einstromt. 1)ic E'olge hiervoii \vare natiirlich eine Ilruckabnahme in der Brusthohle und in den Lungen wahrenc? der Herzsystole. Die Drucksteigerung wiirde wieder auf einerii gesteigerten venosen Zuflulj beruhen.

Spater hat M o s so1 unter Anwendung einer anderen Methode diesr Ihcheinung untersucht. Mittels der Mareyschen Registriermethode wurde die HerzstoOkurve und gleichzeitig die Druckschwankungen in dem einen Kasenloch aufgeschrieben, wobei natiirlich das zweite Kasen- loch und der Mund frst gcschlosscn waren. Gleichzeitig wurde auch der Carotispuls registriert.

IXe erhaltenen Kurven zeigcn, da8 gleichzeitig mit den1 HerzstoB cine 1)rucltabnahme in den Ldtwegen eintritt. Die Drucksteigerung des Carotispulses war dagegen im Verhaltnis zur Drucksenkung in dcr Sase etwas verspatet. Xach Moss o wiirde das auf einer brustemeiternden Wirkung des Herzstoljes beruhen, welche sich ja schon wahrend der hspannungszeit des Herzens gcltend machen wiirde.

Soweit mir bekannt, ist diesc Erscheinung unter Anwendung iiioderner Registriermethoden nicht weiter untersucht worden. Uni cine genaue Druckkurrc der Brusthohle zu erhalten, habe ich daruni die Druckvariationen drrselben mit der F ranc kschen Herztonkapsel regis triert.

Die lrersuche wurden an kurarisierten Kaninchen gemacht. Unter die Hrusthaut dcr 'L'iere wmde eine offenc Metallrohre, mit zwei nahr dent Ende hefindlichen seitlichcn Lochern. eingefiihrt und luftdicht ringebunden. Ilann wurde die ltohre durch einen Zwischenrippenrauni in die Brusthohle eingestochen, wo der Luftdruck durch die offene liohrc sich dem atmospharischen 1)ruck ausglich. Mittels einer durch die Rohre eingefiihrten Sonde wurde noch untersucht, daB die Rohren- iiffnung frei im Pleuraraum lag. Die Iiohre wurde dann mit der F ranck- scheii Herztonkapsel verbunden und nach 'Unterbrechung der kiinst- lichen Atmung wurden die Druckveranderungen in der Brusthohle registriert. Gleichzeitig wurde der Carotispuls mittels der direkten Pulsregistriermethode von C. Tigers t ed t aufgeschrieben.

Mosso, Die Diagnostik des Pulses. Leipzig 1879, S. 42-65. Zit. nach ,R. Tigerstedt , Ph?ysiologiedes Kreislaufes. 1921. Rd. I. S. 222.

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Fig. 1 zeigt eine von ineinen vielen Aufnahmen. Die obere Kurve ist der Carotispuls, die untere die Druckkurve vom linken Pleuraraum des Kaninchens. I)er FuSpunkt des aufsteigenden Schenkels der Puls- kurve und das Inzisurminimum sind mit kleinen, vertikalen Strichen

Fig. 1.

Kaninchen, 2750 g. Kurven des Carotispulsrs (oben) und des Druckes irn linken Pleuraraum (unten). Zeit in 1/6 Sek.

markiert, ebenso die zeitlich entsprechenden Punkte an der Brusthohlen- druckkurve. Ein Vergleich der Kurven zeigt sogleich das von Lovkn gefundene Verhalten, daS der intrathorakale Druck wahrend der Systole sinkt, urn warend der Diastole wieder allmWch zu steigcn.

Um das zeitliche Verhaltnis der beiden Kurven und die kleinereii superponierten Schwingungen auf der Thoraxknrve naher zu verfolgen,

DRUCKVERANDERUNGEN IN DER BRUSTHOHLE. 61

sind eine Anzahl der Originalkurven mit Hilfe einer Glasskala, funfmal vergroBert, auf Millimeterpapier aufgezeichnet worden. Fig. 2 zeigt ein solches wieder zur OriginalgroBe reduziertes Bild. Beim Vergleich dieser Kurven ist zu beachten, da13 die Pulswelle in der auBerhalb der Brusthohle befindlichen A. carotis verspatet ist im Verhaltnis zu der fiir die Druckschwankungen in dcr Brusthohle in Frage kommenden Aorten- oder Kammerdruckwelle. Die Stelle der Carotis, wo der Puls im Versuch Fig. 2 registriert wurde, war in 65 mm Abstand von der Aortenbasis. Da die Geschwindigkeit des Pulses beim Kaninchen etwa

Fig. 2. Kurren des Carotispulses (unten) und des Druckes im linken Pleuraraum (oben);

Kaninchen.

5 his 10 m in der Sekundc betragt, wurde sich die Pulswelle durch diese Strecke in ctwa 0-007 bis 0.013 Sek. fortpflanzen.

Andererseits war der Gummischlauch, welcher die Verbindung der Franckschen Kapsel mit der in der Brusthohle eingestochenen Rohre herstellte, 1 a 5 m lang. Da die FortpflanzungsgeschwinQkeit des Druckes hier 330 m in der Sekunde betriigt, wird eine Druckwelle die erwahnte Strecke in etwa 0.005 Sek. durchlaufen.

Wenn der Carotispuls in Anbetracht der zeitlichen Verhdtnisse dem Aor tenpuls gleichgesetzt wird, haben wir also mit e iner Ver- spa tung dieses Pulses imVerhal tn is zu den Druckschwankungen i n der Brus thohle von 0.007 - 0.005 = 0.002 Sek. oder hachstens 0.013 - 0.005 = 0.008 Sek. zu rechnen. Eine Zeit von dieser GroBe ist bei der gebrauchten FilmgeschwinQkeit an der Grenze der MeB-

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bark& (am Filni 0.03 his 0.1 mm). Wegen der sehr unbestinimten PulsgeschwinQkeit kann eine entsprechende Korrektur nicht vor- genommen werden; es ist nur zu beachten, da13 sie immer in dem Sinne eines Vorruckens der Pulskurve zu erfolgen hltte, da die Puls- registrierungen in der A. carotis immer in eineni Abstand von etwa 60 mni von der Aortenbasis stattfanden.

Wenn wir zur Erorterung der Kurven im Versuch Fig. 2 ubergehen, sehenwir, daS der Druck in der Brusthohle schon vor dem Pulsdruck anstieg, also vor dem Beginn der Austreibungsperiode des Herzens, steil abfdlt.

Auf dem steil absteigenden Schenkel der Thoraxdruckkurve sind zwei kleine frequente Schwingungen (a) superponiert, welche sowohl ihrer Erscheinungszeit wio ihrer Frequenz nach sich als den1 ersten Herzton entsprechend verraten.

Xach der Eroffnung der Semilunarklappen und dern Anstieg des Aortendruckes setzt sich das Sinken des Thoraxdruckes noch eine Weilr fort, um bald zwei langsamen Wellen ( b ) , welche anf der schon schwach aufsteigenden Druckkurve superponiert sind, Platz zu geben.

Wenn der Blutdruck vor der Inzisur steil absinkt, wird die l~ ruc l i - steigerung in der Brusthohle auch steiler. Entsprechend und haupt- sachlich nach dem Inzisurminimum der Pulskurve finden wir auf der Thoraxkurve wieder zwei kleine, frequente, offcnbar voni zwiten Herzton herriihrende Schwingungen (c).

Die Druckzunahnie in der Brusthohle setzt sich hiernach, also mahrend der diastolischen Phase des Herzens, noch eine Zeit fort, um dann in eine Druckabnahme iiberzugehen, welche anfangs schneller, dann langsamer und beinahe geradlinig bis zur folgenden Pulswelle verlauft. Der ziemlich starken dikrotischen Erhebung auf der Varotis- lturve entsprechend, finden wir auf der Thoraxfiurve auch eine die lhckabnahmc zeitweilig unterbrechende Erhebung.

Fig. 3 stellt einen anderen Versuch dar. Buch hicr beginnt die 1)ruckabnahme in der Brusthohle vor den1 Beginn der Austrcibungs- periode des Herzens. Auf dem absteigenden Schenkel der Thoraxkurve findet man wieder kleine, frequentc, dem ersten Hcrzton entsprechende Schwingungen (a). Sach erreichtem Minimum zeigt sich auch hk r an der Thoraxkurve einc, aber nur eine Welle (6). Den darauffolgenden, nach oben konvexen Anstieg des Druckes finden wir auch hier. Ent- sprechend der Inzisur an der Pulskurve sind auch bei dieseni Versuch die dem zweiten Herzton entsprechenden Schwingungen vorhanden. Auch der weitere Verlauf der Kurve ist der friiheren ahnlich.

I DRUCKVERANDERUNGEN IN DER BRUSTHOHLE. 63

In Fig. 4 wurde der Thoraxdruck im rechten Pleuraraum auf- Auch hier erfolgt die Drucksenkung schon wiihrend der

Der allgemeine Verlauf der Kurve ist dem der genommen. Anspnnungszeit,

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Fig. 3. ~

Kaninohen, 2300 g. Kurven des Carotispulses (unten) und des Druckes im linken Pleuraraum (oben).

vorigen Kurven ahnlich. Die den Herztbnen entsprechenden Schwin- gungen fehlen aber, was vielleicht teilweise auf dem groDeren Ahstand und dem Zwischenliegen von dampfenden Geweben beruht.

+ m.. 1

Fig. 4. Kurven des Carotispulses (unten) und des Druckes

im rechten Pleuraraum (oben). Kaninchen.

Ein Vergleich der Kurven Fig. 1, 2 und 3 zeigt, daS die schon wahrend der Anspannungszeit erscheinenden Herztonschwingungen in Nig. 1 ganz am Anfang der Drucksenkung erfolgen, in Fig. 2 befinden sie sich in der Mitte dicser Senkung und in Fig. 3 erstreeken sie sich

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auf einen groSeren Teil des absteigenden Schenkels. Im Versuch Fig. 1 findet der groSte Teil der Druckabnahme wahrend der Austreibungs- zeit des Herzens statt. In den anderen Versuchen und im Versuch Fig. 4 ist schon ein groderer Teil dieses Abfalls miahrend der Anspannungs-

Fig. 5.

Druckes im linken Pleuraraum (unten); Zeit in '/& Sek. Kaninchen, 1600 g. Kurven des Carotispulses (oben) und des

zeit erfolgt. Der vorstehende Versuch Fig. 5 zeigt, dad beinahe der gaiizc Druckabfall erst wahrend der Austreibungsperiode stattfinden kann. Der Druckabfall in der Brusthohle fangt hier also erst nach Ende der Anspannungsperiode (rnit den Herztonschwingungen und dem Anfang des HerzstoSes) an.

Auch in bezug auf das Auftreten der Welle (b) ist der Verlauf dcr Thoraxdruckkurven in den einzelnen Versuchen verschieden. In Figg. 1

DRUCKVER~DERUNGEN IN DER BRUSTHOHLE. 65

und 4 ist er noch im Sinken begriffen, in den Figg. 2 und 3 schon ~chwach aufsteigend und in der Q. 5 beinahe horizontal.

Der Verlauf des dem diastolischen Teil der Herztatigkeit ent- sprechenden Thoraxdruckes scheint wesentlich von der Pulsfrequenz a b h w g zu sein. Wenn der Puls langsam ist, wie in Figg. 2, 3 und 4, fa@ die Druckkurve nach erreichtem Maximum, welches bald nach

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Fig. 6. Kurven des CarotispuLses (oben) und des Druckes im linken Pleuraraum, nach Adrenalin; Kaninchen.

Schld der Semilunarklappen eintritt, langsam abzusinken an. Wenn aber die Pulsfrequenz groSer ist, tvie in Figg. 1 und 5, steigt der Druck fortwahrend bis zur folgenden Systole.

Fig. 6 zeigt einen Versuch nach Einspritzung von Adrenalin. Die Druckamplituden der Thoraxkurve sind hier klein, was ja aus dem kleinen Schlagvolumen seine Erklarung findet.

Wenn man versucht, diese Druckveranderungen in der Brusthohle zu verstehen, wird wohl die von Lov6n gegebene Erklarung auch auf Grund dieser Versuche die natiirlichste sein. Ein vermehrter Blut- abfluB aus den Arterien der Brusthohle wahrend der Herzentleemng wiirde also die Hauptursache der Drucksenkung in der Brusthohle darstellen. In Ubereinstimmung mit den Versuchen von Mosso zeigen auch unsere Versuche, daS der Druckabfall im Thorax doch ofters etwas friiher, d. h. wahrend der Anspannungszeit des Herzens, beginnt. Nach Mosso wiirde dies von einer vom HerzstoS venusachten Er- weiterung des Thorax bedingt sein. Fur diese Auffassung spricht meines Erachtens auch der Umstand, dab in meinen Versuchen die Schwingungen des ersten Herztones auf der Thoraxdruckburve keine ganz konstante Lage haben, sondern bald friiher, bald spater auftreten. In Zusammenhang damit steht, daD der Druckabfall in der Brusthiihle

6 Ekandin. Arehiv. XLV.

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YRJO RENQVIST:

bald wahrend der Anspannungszeit, bald hauptsachlich wahrend der Austreibungszeit erfolgt. Der HerzstoB (den man bei einem auf dem kiicken liegenden Kaninchen sehen kann) wirkt natiirlich in einigen Fallen mehr, in anderen weniger auf die Brusthohle erweiternd und hierdurch wird der Verlauf der Druckkurve in verschiedenen Fallen verschieden.

Folgender Versuch zeigt, da13 ex analog. init. dem Verhalten des gewohnlichen quergestrciftcn Muskels, das Herz wlhrend seiner Kontrak- tion Volumenkonstanz besitzt und daB also an eine Drucksenkung infolge einer Volumeiiabnahnie des Herzmuekels wahrend der Anspannungszeit nicht gedacht werden kann

An einem Kaninchen wurden die Aorta und Arteria pulni. ganz dicht am Herzen unterbunden und danach ebenso die groBen, in das Herz miindenden Venen. Nach der Isolierung vom Gefahystem hlieb das Herz also mit Blut gefiillt. Das Herz wurde dann aus dcr Brusthohle heraus- genommen, mit gut isolierten Metallelektroden ariniert und dann in einen kleinen, mit Ringerlosung gefiillten Glaszylinder gelegt. Dieser wurde mit einem pataffinierten Korken lufbdicht verschlossen. Durch den Korken hindurch gingen Leitungsdrahte zu den Elektroden und eine niit Ringer- losung gefiillte Kapillarrohre. Mittels Induktionsschlagen wurde dann das Herz zu schwachen Kontraktioneii gereizt. Dabei konntr keine Bewegung im Flussigkeitsnjveau der Kapillarrohre bcobachte t, werden. Wahrend der Kontraktion des Herzeiis heirschtc also Volumkonstanz.

DaS die auf dem absteigenden Schenkel des Thoraxdruckes be- findlichen Schwingungen dem ersten Herzton entsprechen, ist schon erwahnt worden. Der Zusammenhang der superponierten Welle ( b ) mit der Herztatigkeit ist schwer zu deutcn. Moglichemeise konnte diese voriibergehende Drucksteigerung teilwveise auf cin Zuriicksinken der Brustwand nach den1 HerzstoB beruhen. Anch ware eine Bewegung des Zwerchfells nach dem StoB niliglich.

Die danach folgende langsame Druckerhohung hat wohl ihre Ursache in dem immer kleiner werdenden BlutabfluB aus der Brusthohle, und das steilere Ansteigen des Druckes beim Inzisurabfall des Pulses beruht wvahrscheinlich auf eineni in diesem Moment stattfindenden, mit der Inzisw zusammenhangenden Zuriickstromen von Blut in die Brusthohle.

DaS die hiernach folgenden Schwingungen dem aweiten Herztoii entsprechen, ist schon erwahnt.

Wahrend der Herzdiastole, etwas nach dem SchluB der Semilunar- klappen, steigt der Druck in der Brusthohle noch stark an. Die Ursache ist offenbar in dem Offnen der Atrioventrikularklappen und dem damit verbundenen starken venosen BlutzufluB zu suchen.

DRUCKVERANDERUNGEN IN DER BRUSTHOHLE. 67

Beim langsamen Puls befand sich auf dem absteigenden Schenkel der Thoraxkurve eine kleine Erhebung, auf deren moglichen Zusammen- hang mit der dikrotischen Erhebung des Pulses schon hingewiesen wurde.

Die Bedeutung der Pulsfrequenz wurde schon erwahnt. Beim frequenten Puls dauert der venose ZufluS wahrend der ganzen kurzen Diastole an und der Druck in der Brusthohle steigt fortwahrend. Beim langsamcn Puls nimmt der venose ZufluS bald ab und es kann ein Gleichgewicht zwischen arterielleni Ab- und venosem ZufluD eintreten, wobci auch der Druck in der Brusthohle ins Gleichgewicht kommt. In dem Falle, daB .der Druck langsam absinkt, sind wahrscheinlich sowohl arterielle wie venose Momente zu beriicksichtigen.