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Hochdruck- und Niederdrucksystem

EP
9 Minuten Lesezeit

Das Herz-Kreislauf-System besteht aus dem Hochdrucksystem und dem Niederdrucksystem.

  • Das Hochdrucksystem umfasst den linken Ventrikel, die arteriellen Gefäße des Körperkreislaufes und hat einen mittleren Blutdruck von 
    100 mmHg. Es enthält nur etwa 15% des gesamten Blutvolumens
  • Die Pumpleistung des Herzens erzeugt in den nachgeschalteten Gefäßen eine Pulswelle und eine Stromwelle, die sich in Richtung der Kapillaren fortbewegen
  • Eine Änderung des Gefäßwiderstandes kann zu einer Reflektion der Pulswelle und Überhöhung dieser führen

Druckpuls

  • Der Druckpuls ist eine Kurve des Blutdrucks während eines Herzzyklus an einer bestimmten Stelle im arteriellen Gefäßabschnitt.
  • Der Druckanstieg beträgt normalerweise etwa 40 mmHg während der Systole
  • Die Form des Druckpulses unterscheidet sich in den verschiedenen Abschnitten des Gefäßsystems
  • Herznah (in der Aorta) zeigt sich eine scharfe Inzisur im zentralen Druckpuls, die durch einen kurzen Rückwärtsstrom des Blutes verursacht wird
  • In herzfernen Gefäßen kommt es zu einer Überlagerung von Pulswellen, die vom Herzen wegverlaufen, und reflektierten Wellen, die zurück zum Herzen verlaufen, was zu einer Überhöhung der Pulswelle führt
  • Die Pulswellengeschwindigkeit ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckwelle und wird durch den Blutdruck, die Elastizität der Gefäßwände und den Gefäßradius beeinflusst
Druckpuls

Pulswellengeschwidigkeit

  • Die Pulswellengeschwindigkeit ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckwelle und wird durch den Blutdruck, die Elastizität der Gefäßwände und den Gefäßradius beeinflusst
  • Die Pulswellengeschwindigkeit steigt mit zunehmender Steifheit des Gefäßes und einem kleineren Radius des Gefäßes
  • Die Pulswellengeschwindigkeit lässt sich aus dem Volumenelastizitätsmodul des Gefäßes (= Druckanstieg in Blutgefäßen bei relativer Volumenänderung ➜ wie stark verändert sich der Druck in einem Blutgefäß, wenn man das Volumen in dem Gefäß verändert) und der spezifischen Dichte des Blutes berechnen

Formel: Pulswellengeschwindigkeit

C = Pulswellengeschwindigkeit

K = Volumenelastizitätsmodul

Q = spezifische Dichte des Blutes

  • Bei einem hohen Volumenelastizitätsmodul des Gefäßes (= Druck steigt schnell an, bei relativ geringer Volumenänderung ➜ Gefäß ist wenig dehnbar) resultiert eine Zunahme der Pulswellengeschwindigkeit
  • Die Pulswellengeschwindigkeit lässt sich auch aus der Pulslaufstrecke (= Abstand zwischen zwei Entnahmestellen der Druckpulskurve) und der Pulslaufzeit berechnen

Formel: Pulswellengeschwindigkeit

C = Pulswellengeschwindigkeit

i = Pulslaufstrecke

t = Pulslaufzeit

  • Je geringer die Zeit ist, in der eine bestimmte Pulslaufstrecke „durchlaufen“ wird, desto höher ist die Pulswellengeschwindigkeit. Man kann sich dies anhand eines Autos vorstellen, dass eine bestimmte Strecke () abfährt. Je schneller das Auto fährt (C), desto weniger Zeit (t) benötigt es für die Strecke ()
  • Die Bestimmung der Pulswellengeschwindigkeit ist z.B. in der Präventivmedizin von Interesse, da sich anhand dieser nicht-invasiv Hinweise für die Gefäßelastizität geben lassen (hohe Gefäßsteifigkeit als Hinweis für eine Arteriosklerose und somit ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko)

    Strompuls

  • Der Strompuls zeigt die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes im arteriellen Gefäßabschnitt.
  • Er entsteht durch den rhythmischen Auswurf des Blutes aus dem linken Ventrikel in die Aorta
  • Die Stromstärke kann kurzfristig auf Werte bis ca. 600 ml/s ansteigen
  • In der Austreibungsphase der Systole ist die Strömungsgeschwindigkeit in der Aorta ascendenssehr hoch
  • Nach dem Schließen der Aortenklappe geht die Strömungsgeschwindigkeit auf null zurück
  • Zeitweise fließt das Blut sogar zurück, was eine kleine Inzisur verursacht
  • In Richtung der Peripherie nimmt die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Strompuls ab

     

Strompuls

Beeinflussung des Blutdrucks

  • Herzzeitvolumen (HZV)
  • Total peripherer Widerstand (TPR)
  • Dehnbarkeit der arteriellen Blutgefäße
  • Körperposition, Aktivität des vegetativen Nervensystems, Medikamente, Katecholamine, pathologische Veränderungen
 Info

MAD = (TPR*HZV) + ZVD

MAD = Mittlerer arterieller Druck

TPR = Total peripherer Widerstand

HZV = Herzzeitvolumen

ZVD = Zentraler Venendruck

Der Blutdruck berechnet sich aus dem total peripheren Widerstand und dem Herzzeitvolumen sowie dem zentralen Venendruck. Dieser ist relativ gering und daher vernachlässigbar. Bei einer Erhöhung des total peripheren Widerstandes oder Herzzeitvolumens kommt es zu einer Erhöhung des Blutdrucks. Kurz- und längerfristige Regulationsmechanismen können den Blutdruck steuern.

Definition des Blutdrucks

  • Systolischer Wert: Blutdruck während der Systole, höchster Punkt der Druckpulskurve
  • Diastolischer Wert: Blutdruck während der Diastole, niedrigster Punkt der Druckpulskurve
  • Normalwerte: systolischer Wert 120-140 mmHg, diastolischer Wert 80-90 mmHg

Blutdruckamplitude und mittlerer arterieller Druck:

  • Blutdruckamplitude: Differenz zwischen systolischem Maximal- und diastolischem Minimalwert
  • Mittlerer arterieller Druck (MAD): über die Zeit gemittelte durchschnittliche Blutdruckwerte
  • Der Mitteldruck berechnet sich nicht einfach als arithmetisches Mittel aus systolischem und diastolischem Druck. Er wird aus der Integration der Druckpulskurve über die Zeit berechnet
  • Der Mitteldruck in der Aorta beträgt normalerweise ca. 100 mmHg

Messung des Blutdrucks

Messung des Blutdrucks
  • Messung im Sitzen nach einer Ruhepause von 5 min
  • Kein Nikotin oder Alkoholkonsum für mindestens 30 min vor der Messung
  • Auf beiden Seiten auf Herzhöhe messen

Die Messung des arteriellen Blutdrucks wird mithilfe eines digitalen Blutdruckgerätes oder nach der manuellen Riva-Rocci-Methode (RR) durchgeführt. Bei der digitalen Methode ist auf die passende Größe der Manschette zu achten. Für die manuelle Methode wird die Manschette über einen Gummiball aufgepumpt, bis der Blutfluss unterbunden ist und gleichzeitig über der Ellenbeuge per Stethoskop auskultiert. Am besten setzt man das Stethoskop medial der Bizepssehne auf. Anschließend wird langsam der Druck aus der Manschette vermindert, bis sogenannte „Korotkow-Geräusche“ auskultierbar sind. Das erstmalige Auftreten der Geräusche entspricht dem systolischen Blutdruck und das letztmaligeAuftreten dem diastolischen Blutdruck.

Einleitung

Das Niederdrucksystem umfasst die Kapillaren, die venöse Gefäße, das rechte Herz, die Lungenstrombahn, den linken Vorhof und den linken Ventrikel (linker Ventrikel nur während der Diastole).

  • Der mittlere Blutdruck im Niederdrucksystem beträgt 0-25 mmHg, er ist viel niedriger als im Hochdrucksystem
  • Der Gas- und Stoffaustausch findet im Niederdrucksystem statt, da in diesem die Flussgeschwindigkeit des Blutes deutlich geringer ist
  • Etwa 85% des gesamten Blutvolumens befindet sich in diesem Kreislaufabschnitt. Dieser Kreislaufabschnitt ist daher zu einem gewissen Grad ein Blutspeicher
  • Niederdrucksystemgefäße sind dehnbarer und können daher eine größere Menge an Blut aufnehmen, ohne dass der Blutdruck stark ansteigt
  • Der Blutdruck im venösen System beträgt 15-25 mmHg in den postkapillären Venolen im Liegen
  • Er fällt auf 3-5 mmHg im rechten Vorhof ab
  • Der Blutdruck im Niederdrucksystem wird durch den Füllungszustand des venösen Systemsbestimmt

Einfluss der Körperposition auf den Blutdruck

  • Der Blutdruck wird von körpereigenen Faktoren und der Schwerkraft beeinflusst
  • Die Schwerkraft erzeugt einen hydrostatischen Druck in Flüssigkeiten, der von der Flüssigkeitssäule abhängt
  • Eine höhere Flüssigkeitssäule bedeutet einen höheren hydrostatischen Druck
  • Der Blutdruck ist in tiefergelegenen Körperanteilen höher und in höher gelegenen Körperanteilen niedriger
  • Der hydrostatische Indifferenzpunkt ist der Punkt im Körper, an dem der Blutdruck im Stehen und im Liegen gleich ist
  • Die hydrostatische Indifferenzebene des Körpers befindet sich etwa 10 cm unterhalb des Zwerchfells
  • Der effektive venöse Gefäßdruck beträgt in den Fußvenen ca. 90 mmHg, in den Unterschenkelvenen ca. 70 mmHg und in den intrakraniellen Sinus ca. -10 mmHg
  • Der effektive arterielle Blutdruck beträgt in der Fußwurzel ca. 190 mmHg, in den intrakraniellen Gefäßen 70 mmHg und in der erhobenen Hand ca. 30-50 mmHg
  • Der relative Anstieg des Gefäßdrucks beim Lagewechsel vom Liegen in den Stand (Orthostase = aufrechte Körperhaltung) ist im arteriellen und venösen System unterschiedlich groß, insbesondere in den Venen unterhalb der Indifferenzebene
  • Im venösen System ist der hydrostatische Einfluss auf den Blutdruck geringer als im arteriellen System
  • Der Einfluss auf die Flüssigkeitssäule im stehenden Körper erfolgt durch Venenklappen, die Muskelpumpe und den Kollaps extrakranieller Venen
Einfluss der Körperposition auf den Blutdruck

Zentralvenöser Druck

  • Der zentrale Venendruck (= ZVD) ist ein Maß für den Druck im rechten Vorhof und der oberen Hohlvene (V. cava superior)
  • Der ZVD beträgt 3-9 mmHg
  • Die ZVD-Kurve steigt bei einem zunehmenden Volumen im Herz-Kreislauf-System nur leicht an
  • Der Füllungszustand des venösen Systems, die Herzleistung, der Tonus der Blutgefäße und der intrathorakale Druck beeinflussen den ZVD
  • Der ZVD hat pulssynchrone und atmungsabhängige Schwankungen
  • Pulssynchrone Schwankungen werden auch als Venenpuls bezeichnet
  • Der Venenpuls steht in zeitlichem Zusammenhang mit der Herzaktion

Venöser Rückstrom

  • Im venösen System überwinden die Muskelpumpe, die Sogeffekte der Atmung und den Ventilebenenmechanismus die Schwerkraft und das arteriovenöse Druckgefälle
  • Ventilartige Venenklappen verhindern den Rückfluss des venösen Blutes in die peripheren Venenabschnitte
  • Durch die Kontraktion der Muskulatur um die Venen herum entsteht eine Muskelpumpe, wodurch das Blut von Segment zu Segment in Richtung des Herzens befördert wird
  • Sogeffekte wie der negative intrathorakale Druck, der durch die Einatmung entsteht unterstützen den venösen Rückfluss zum Herzen, indem sie den Druck in den herznahen Venen senken und das Schlagvolumen des rechten Herzens erhöhen
  • Der Ventilebenenmechanismus erzeugt ebenfalls einen Sog, der den venösen Rückstrom in Richtung Herz fördert

Verlauf der Venenpulskurve

  • Am Ende der Diastole kontrahiert sich der Vorhof und drückt Blut in den Ventrikel. Dadurch steigt der Druck im Vorhof an (a-Welle)
  • Ein positiv inotroper Effekt am Vorhofmyokard führt zu einer Erhöhung der a-Welle der ZVD-Kurve
  • In der isovolumetrischen Anspannungsphase des Ventrikels steigt der Druck im Ventrikel an und drückt das Blut gegen die Trikuspidalklappe, wodurch sich diese in den rechten Vorhof vorwölbt (c-Welle)
  • In der Austreibungsphase verschiebt sich die Ventilebene in Richtung Herzspitze und verursacht einen Sog in den herznahen Venen, was zu einem Druckabfall führt (x-Senke)
  • In der Entspannungsphase der Diastole staut sich das Blut vor den geschlossenen AV-Klappen, was zu einem Druckanstieg führt (v-Welle)
  • Mit dem Beginn der Füllungsphase öffnet sich die Trikuspidalklappe und das Blut fließt in den Ventrikel, was zu einem kurzfristigen Druckabfall führt (y-Senke), der jedoch mit zunehmender Ventrikelfüllung wieder ansteigt (Druckanstieg von y nach a)
Venenpulskurve
Blutdruckänderung in den verschiedenen Gefäßtypen
  • Die Aorta hat nur einen geringen Einfluss auf den Blutdruck ➜ Windkesselfunktion
  • Leitgefäße ebenfalls ohne großen Einfluss auf den Blutdruck
  • Widerstandsgefäße sorgen für hohen Blutdruckabfall bis auf ca. 25-30 mmHg
  • Übergang Widerstandsgefäße zu Austauschgefäßen bei ca. 25-30 mmHg
    • Hier Ende der Pulsation, da keine Differenz mehr zwischen systolischem und diastolischem Blutdruck besteht
  • Im Niederdrucksystem kommt es zu weiterem Blutdruckabfall bis auf ca. 3 mmHg = Zentraler Venendruck
Zuletzt aktualisiert am 19.09.2024
Funktionelle Anatomie des Gefäßsystems
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