Vergleichende Physiologie der rechten und linken Herzhöhlen
Obwohl beide Herzhälften koordiniert arbeiten, bestehen zwischen ihnen ausgeprägte funktionelle und morphologische Unterschiede. Der rechte Ventrikel leistet im Vergleich zum linken eine wesentlich geringere Arbeit, was sich direkt in der Struktur seiner Wand widerspiegelt – sie ist dünner.
Wichtigste hämodynamische Unterschiede:
- Minimaler diastolischer Druck: In der linken Herzhälfte sinkt er niemals unter die Marke von 5 mmHg. Gleichzeitig strebt der Druck in der rechten Herzhälfte gegen Null und wird unter der Saugwirkung des Brustkorbs während der Inspiration sogar negativ (unter das atmosphärische Niveau).
- Asynchronie der Kontraktionen: Die elektrische Erregung erfasst zuerst den rechten Vorhof, weshalb seine Systole 10 ms früher als die des linken beginnt.
- Arbeit der Ventrikel: Der Beginn der Systole beider Ventrikel erfolgt absolut gleichzeitig. Aufgrund des geringen Widerstands und Drucks im kleinen Kreislauf verlaufen die Anspannungs- und Entspannungsphasen im rechten Ventrikel jedoch schneller. Letztendlich dauert die Systole des rechten Ventrikel selbst länger und die Diastole (Erholungsphase) kürzer. Obwohl sich die rechte Herzhälfte weniger ausruht und langsamer arbeitet, ist ihr Gesamtenergiebedarf geringer.
Gleichgewicht des Herzminutenvolumens und physiologischer Shunt
Eine Grundregel der normalen Hämodynamik ist die Gleichheit des Herzminutenvolumens beider Herzhälften. Dabei unterscheiden sich die Schlagvolumina (SV) geringfügig: Der linke Ventrikel wirft bei einer Kontraktion etwa 65 ml Blut aus, während der rechte etwa 64 ml auswirft.
Dieser geringe Unterschied ist auf das Vorhandensein eines physiologischen Shunts zurückzuführen, der etwa 1–2 % des Gesamtblutvolumens ausmacht. Dieser Blutanteil umgeht die rechten Herzkammern vollständig.
Mechanismen des Shuntings:
- Direkte Mündung eines Teils der Koronarvenen direkt in die Höhle des linken Vorhofs.
- Blutübertritt aus dem System des großen Kreislaufs (Bronchialarterien) in das Gefässbett des kleinen Kreislaufs mit anschliessendem Abfluss über die Lungenvenen direkt in den linken Vorhof.
Druck-Volumen-Schleife und Phasen des Herzzyklus
Die hämodynamischen Prozesse im linken Ventrikel werden anschaulich durch die Druck-Volumen-Schleife (Pressure-Volume Loop) veranschaulicht. Sie beschreibt das Verhältnis von intraventrikulärem Druck und Blutvolumen während eines Herzzyklus. Form und Lage dieser Schleife verändern sich je nach hämodynamischen Bedingungen: Sie verschiebt sich bei Erhöhung des Venendrucks (Zunahme der Vorlast) oder bei Erhöhung des arteriellen Blutdrucks (Zunahme der Nachlast).
Der Herzzyklus des linken Ventrikels umfasst die folgenden aufeinanderfolgenden Phasen:
- Asynchrone Kontraktion.
- Isovolumetrische Kontraktion.
- Schnelle Austreibungsphase.
- Langsame Austreibungsphase.
- Protodiastole.
- Isovolumetrische Entspannung.
- Schnelle Füllungsphase.
- Langsame Füllungsphase.
- Vorhofsystole.
Zur Beurteilung der Pumpfunktion des linken Ventrikels werden standardmässige Normwerte der Volumina verwendet: Das enddiastolische Volumen (EDV) beträgt 125 ml, das endsystolische Volumen (ESV) liegt bei 60 ml, und die Differenz zwischen ihnen ergibt das Schlagvolumen (SV) von 65 ml. Die Druckbeurteilung umfasst die Analyse der systolischen (SD), diastolischen (DD) und Pulsdruck-Komponenten (PD).
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Warum beginnt die Systole des rechten Vorhofs früher als die des linken?
Die Systole des rechten Vorhofs beginnt 10 ms früher als die des linken, weil sich die Erregung früher auf den rechten Vorhof ausbreitet. Die Erregung entsteht im Sinusknoten und wird über atypische Vorhoffasern mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s durch den rechten und linken Vorhof geleitet.
Welche Faktoren bestimmen die Vorlast und Nachlast des linken Ventrikels?
Die Vorlast und Nachlast des linken Ventrikels werden durch den Zustand des venösen und arteriellen Gefässbetts bestimmt.
- Vorlast – hängt vom Ausmass des venösen Rückflusses zum Herzen, dem Venendruck und dem Tonus der Kapazitätsgefässe (Venen) ab.
- Nachlast – wird durch den Blutdruck, den Tonus der Widerstandsgefässe (Arterien) und den totalen peripheren Widerstand bestimmt, den der Ventrikel beim Auswerfen des Blutes in die Aorta überwinden muss.
Welche Mechanismen gewährleisten die Saugwirkung des Brustkorbs während der Inspiration?
Die Saugwirkung des Brustkorbs während der Inspiration wird durch die Atempumpe und den Druckgradienten sichergestellt. Beim Einatmen sinkt der intrathorakale Druck und wird negativer, was zu einer Expansion der intrathorakalen Venen und einer Erleichterung des Blutzuflusses führt. Gleichzeitig steigt der intraabdominelle Druck, wodurch ein Druckgradient entsteht, der Blut aus der Hohlvene in die Brusthöhle saugt.
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Warum kann der diastolische Druck in der rechten Herzhälfte negativ sein?
Dies geschieht unter dem Einfluss der Inspiration. Die Expansion des Brustkorbs erzeugt eine Saugwirkung, die den Druck in den rechten Herzkammern unter das atmosphärische Niveau (unter Null) senken kann.
Stimmen die Systolen des rechten und linken Ventrikels zeitlich überein?
Der Beginn der Systole beider Ventrikel erfolgt absolut gleichzeitig. Die Gesamtdauer der Phasen unterscheidet sich jedoch: Im rechten Ventrikel sind die Anspannungs- und Entspannungsphasen kürzer, während die Systole selbst länger dauert als im linken.
Was ist ein physiologischer Shunt in der Hämodynamik?
Hierbei handelt es sich um das Blutvolumen (ca. 1–2 %), das unter Umgehung der rechten Herzhälfte in die linken Abschnitte gelangt. Es entsteht durch Blut aus Koronarvenen und Bronchialarterien, das direkt in den linken Vorhof abfließt.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Mechanismen des Einflusses der Vorlast auf die Form der Druck-Volumen-Schleife
- Veränderung hämodynamischer Parameter bei Erhöhung der Nachlast
- Detaillierte Charakteristik der isovolumetrischen Kontraktion und Entspannung
- Myokardenergetik und Sauerstoffverbrauch des rechten und linken Ventrikels
- Zusammenhang von systolischem, diastolischem und Pulsdruck
Arbeiten Sie das Thema komplett im Kurs «Physiologie» durch
Hier ist die Zusammenfassung. Im Kurs finden Sie alles, was in Vorlesung und Prüfung gefragt wird.
- Vollständiger Leitfaden zum Thema «Hämodynamik des Herzens» und 4.128 weitere Seiten des Fachgebiets
- Aufgaben und Tests nach jedem Thema – wie beim Kolloquium
- Der KI-Tutor beantwortet Ihre Fragen zum Thema jederzeit
- 114 Videolektionen zum Fach
Weitere Themen im Bereich „Herzanatomie und -physiologie“
Kostenlose Video-Tutorials: PhysiologieKurze Lektionen mit Zusammenfassungen — ohne Registrierung.
Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.