Herz / Kreislauf II - AG Biomolekulare Photonik

Herz / Kreislauf II
Herzmechanik
Herz / Kreislauf
Überblick
Organismus
4. & 5. Doppelstunde
(Kreislauf + Kreislaufregulation)
Organ
Diese und die nächste Doppelstunde
(Herzmechanik / EKG)
Zelle
Letzte
Doppelstunde
Organellen /
Moleküle
Herzmechanik
Aortenklappe
Anatomische Grundlagen
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
Herzmechanik
Aktionsphasen des Herzens
linker Vorhof
8 / 4 mmHg
rechter Vorhof
5 / 3 mmHg
Aorta
120 / 80 mmHg
Systole
1. Anspannungsphase
2. Austreibungsphase
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
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.
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
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.
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.
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.
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.
Druck-Volumen-Beziehungen
Druckverlauf im linken Ventrikel
A
Schluß der Atrioventrikularklappen
B
Öffnen der Aortenklappen
C
Schluß der Aortenklappen
D
Öffnen der Atrioventrikularklappen
I
Anspannungsphase
II
Austreibungsphase
III
Entspannungsphase
IV
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
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
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
Druck-Volumen-Beziehungen
Was ist ein Windkessel ?
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
Druck-Volumen-Beziehungen
Druck-Volumen Diagramm des linken Ventrikels
Druck-Volumen-Beziehungen
Erklärung der Druck-Volumen-Beziehungen
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
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.
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.
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.
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.
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.
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,.
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.
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.
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
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
Herztöne und Herzgeräusche
Entstehung der Herztöne
Herzton
Interpretation
I. 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 Herzgeräusche
Entstehung der Herztöne
Herzton
Interpretation
III. 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 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.
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)
Herztöne und Herzgeräusche
Auskultationstechniken
Abbildung aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Clinical Anatomy, Novartis 1997, Tafel C380
Herztöne und Herzgeräusche
Entstehung der Herzgeräusche
Vitium
Auskultation
Mitralklappen
stenose
• paukender 1. HT
• Mitralöffnungston
• diastolisches Intervallgeräusch
(Decrescendo)
• präsystolisches Crescendogeräusch
Mitralklappen
insuffizienz
• 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
Skizze
Herztöne und Herzgeräusche
Entstehung der Herzgeräusche
Vitium
Auskultation
Aortenklappen
stenose
• 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)
Aorten
klappen
Insuffizienz
• 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)
Skizze
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
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.
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.
Herzmechanik
Pathologische Veränderungen des Karotispulses
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.
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.
Herzmechanik
Herzkatheter
Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel C385+C386
Herzmechanik
Herzkatheter
Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel C385
Herzmechanik
Herzkatheter
Abb. aus : F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel C386
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.
Herzmechanik
Zusammenfassung
Abb. aus : W. Kuschinsky : HerzKreislauf-Funktion.
In : P. Deetjen, E.J. Speckmann :
Physiologie, 3. Auflage, Urban &
Fischer, München - Stuttgart - Jena Lübeck - Ulm 1999, S. 316