Regulation der Herztätigkeit
Das Herz muss sich an verschiedenste Situationen anpassen, um auf Druck- und Volumenveränderungen sowie auf eine Zunahme oder Abnahme der körperlichen Aktivität zu reagieren. Die Pumpfunktion des Herzens wird so reguliert, dass das Herzzeitvolumen (HZV) stets den Bedarf des Gewebes deckt.
- Das HZV ist das Blutvolumen, das in einer bestimmten Zeitspanne in den Körperkreislauf
gepumpt wird und wird üblicherweise in Litern pro Minute gemessen (Herzminutenvolumen HMV, in Ruhe ca. 5 Liter/Minute)
- Die Anpassung kann durch eine Veränderung des Schlagvolumens oder der Herzfrequenz
erfolgen
HZV = Schlagvolumen ∗ Herzfrequenz
- Die Regulation erfolgt durch den Frank-Starling-Mechanismus, das vegetative Nervensystem und kardiale Reflexe
Arbeitsdiagramm des Herzens unter Sympathikuseinfluss
- Unter der Wirkung des Sympathikus
verschiebt sich der Endpunkt der Ventrikelkontraktion nach links, was eine Erhöhung des Schlagvolumens bewirkt im Vergleich zur Abwesenheit sympathischer Erregung (positive Inotropie) - Wenn ß1-Rezeptoren stimuliert werden, bewegen sich die isovolumetrischen Maxima bzw. ihre Kurve im Druck-Volumen-Diagramm
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Frank-Starling-Mechanismus
Das Herz kann sich mithilfe des Frank-Starling-Mechanismus an ein erhöhtes enddiastolisches Füllungsvolumen (Vorlast) oder einen erhöhten Aortendruck (Nachlast) anpassen, ohne die Herzfrequenz
Die Spannungsentwicklung der Herzmuskulatur hängt entscheidend von ihrer Vordehnung ab, wobei ein indirektes Maß für diese Vordehnung das Volumen ist.
Vorlast:
Ein erhöhter Venendruck (der z.B. aus einer Abnahme der venösen Compliance und/oder einer Zunahme des venösen Volumens resultiert) führt zu einem erhöhten venösen Rückfluss, was wiederum zu einem erhöhten Rückfluss zum Herzen resultiert.
Eine Zunahme der Füllung der Vorhöfe (= Vorlast) führt zu einer Zunahme der Füllung der Ventrikel. Das Füllungsvolumen der Ventrikel am Ende der Diastole
Nachlast:
Bei einem erhöhten Widerstand des Blutabflusses (= Nachlast) (z.B. bei einer Aortenklappenstenose
Einfluss der Vorlast auf Druck/Volumen-Kurve
- Kommt es zu einem Anstieg der Füllung der Herzkammer am Ende der Diastole
, nimmt die Vorlast zu. Daraus resultiert ein erhöhtes Schlagvolumen - Bei Anstieg des Aortendrucks kommt es zu einer erhöhten Nachlast. Daraus resultiert ein erhöhter Druck im Ventrikel
Funktionsweise des Frank-Starling-Mechanismus
Die Kontraktionskraft der Kardiomyozyten hängt von ihrer Vorspannung vor der Kontraktion ab. Bis zu einer bestimmten Grenze ist die Kontraktionskraft bei einer Dehnung der Sarkomere höher. Bei einer erhöhten Vorlast (einem erhöhten enddiastolischen Volumen) kommt es zu einer Steigerung der Kontraktionskraft, da sich die Aktin- und Myosinfilamente optimal überlappen. Weiterhin nimmt bei einer optimalen Überlappung die Calcium

