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HZV bei Ruhe und Belastung
- Ruhe: 70/min x 80ml = 5,6l/min
- Belastung: 200/min x 120ml = 24l/min
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Ruhedurchblutung und O2-Verbrauch bei Ruhe und Belastung
- Durchblutung: 250ml/min
- O2-Verbrauch: 30ml/min
- -> bei Belastung: x4
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Herzdurchblutung in % des HZV und Gesamt-O2-Verbauch
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Ejektionsfraktion
- 120ml enddiastolisches Volumen
- 80ml Auswurf
- (40ml endsystolisches Volumen)
-> Ejektionsfraktion 80/120 = 66,7%
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Herztöne (Ursache, Auskulationsstelle)
- 1. HT durch Ventrikelanspannung
- -> 5. ICR re parasternal (re V); li medioclaviculär (li V)
- 2. HT durch Schwingung der Blutsäule über schließenden Semilunarklappen
- -> 2. ICR li parasternal (re V); re parasternal (li V)
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Herzgeräusche
- systol. Geräusche zw. HT1 und HT2
- diastol. Geräusche zw. HT2 und HT1
- Stenose: unvollst. Öffnung
- Insuffizienz: unvollst. Schließen
- Systolische Geräusche: Mitral-/Trikuspidalklappen-Insuffizienz (AV-Klappen)
- bzw.
- Aorten-/Pulmonalklappenstenose (Semilunarklappen)
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Bei gegebener Wandspannung K steigt der Druck mit Zunahme welcher Variablen?
- K↑ bei Dicke d↑
- und bei Radius r↓
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Vorlast und Nachlast
Vorlast: im li Vorhof o. li Ventrikel gemesserer Druck am Ende der Diastole
Nachlast: zu erbringender Druck um Aortenklappe zu öffnen
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Druck-Volumen-Arbeit
- = 75% der Gesamtarbeit
- im li. Ventrikel 5x größer als in re. Ventrikel
- (SV=80ml; Ps=120mmHg) vs.
- (SV=80ml; Ps=25mmHg)
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Aufteilung Gesamtarbeit Herz
- 75% Druck-Volumen-Arbeit
- 23% für Pulswelle und Dehnung des Windkessels
- 2% Beschleunigungsarbeit
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Koronarversorgung während Herzaktion
im linken Ventrikel nur während Diastole (bei Systole verschließt Druck Koronargefäße)
bei Ruhe:Systole 1/3 Diastole 2/3
- Belastung:
- Systole 2/3 Diastole 1/3
-> max. HF = 220-Lebensalter
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O2-Angebot und Verbrauch bei Ruhe und Belastung
- Ruhe:
- 0,25[L Blut/min]x0,2[LO2/L Blut] = 50mlO2/min
- Verbrauch: 30ml (60%)
- Belastung:
- O2-Verbrauch 4-5x höher
- O2-Ausschöpfung von 60% auf 75%
Folge: Koronare Durchblutung muss stark zunehmen
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Koronaranpassung
metabolisch: PO2↓; CO2↑; Adenosin↑; K+↑; H+↑
spannungsinduziert: NO-Freisetzung
Zunahme: 300-400%
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Fixierte vs. Dynamische Stenose
- Fixierte Stenose: Hochdruck; Diabetes mellitus
- Dynamische Stenose: Spasmen der Arteriolen
Folge: Koronare Herzkrankheit (1/3 aller Todesfälle in Industrieländern)
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Folgen Mangeldurchblutung
bei 5-15min Unterbrechung: "Stunning" (≃2 Wochen)
bei >20min: Myokardinfarkt (innere Zellen sterben zuerst, da höherer Energiebedarf)
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AP-Entstehung im Myokard
- RuhepotentialRP durch einwärts-gleichrichtende K-Kanäle bestimmt (-85mV)(Kir2.1 Kanal)
- Depolarisation
spannungsgesteuerte, "schnelle" Na+-Kanäle (Nav1.5), die Membranpotential von -90mV auf +30mV (Kir geschlossen)- In Aufstrichphase schließen Na-Kanäle nach 1-2ms
- kurze Repolarisationdurch K+ (Kv1.4; Kv4.3; von Cl-(Einstrom) unterstützt
- Plateauphase
spannungsgesteuerte L-Typ-Ca2+-Kanäle (Cav1.2) sorgen für langsamen Einstrom halten AP bei 0mV (Amplitude: 1/50 von Nav1.5)
- Repolarisationdurch spannungsaktivierte K+-Kanäle (HERG [rapid] und KvLQT1 [slow])
-> ab -50mV relative Refraktärzeit; bei Erregung direkt wieder Repolarisation durch K-Kanäle -> kurze Erregungen -> Gefahr vor Kammerflimmern (kreisende Erregung)
Erregung des Kammermyokards beginnt innen, geht nach außen; Rückbildung von außen nach innen
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AP des Sinusknotens und der Erregungsleitungszellen
Kein stabiles RP!
- 3 Gründe:
- ->Kaliumleitfähigkeit nimmt bei Repolarisation schnell wieder ab
- -> durch Repol. werden HCN-Kanäle (funny channels) geöffnet; Na+ strömt ein
- -> Calcium strömt ein (T-Typ-Calciumkanäle)
das führt zu langsamer Repolarisation bis Schwellenwert von -40mV -> AP! (Sympathikus und Parasympathikus bestimmen Steilheit der Repol)
-> ab Schwellenwert strömt Calcium ein (L-Typ) (Natrium spielt - anders als Myokard - keine Rolle)
AV-Knoten hat langsamere Depolarisation = langsameren Rhythmus (AP wird ja selbst ausgelöst)
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Elektromechanische Kopplung
-> bei Depot öffnen DHPR (L-Typ-Ca-Kanäle) und Calcium strömt ein (c x 100!)
-> eingeströmtes Ca aktiviert in SR lokalisierte RyR2 (Ryanodinrezeptor-Ca-Kanäle)
-> dieses Ca bindet an Troponin C -> Tropomyosin wird verschoben -> Myosinbindungsstellen auf Aktinuntereinheit wird frei
-> Myosin spaltet ATP zu ADP + Phosphat und bindet an Aktin -> Kopf-Hals-Winkel von 90° auf 45° -> Bewegung so lange Ca über Troponin C Bindungsstelle auf hält
Repolarisation
-> großer Teil Ca2+ über Ca-ATPase SERCA zurück in SR, kleiner Teil über 3 Na/Ca-Austauscher im Sarkolemm nach außen
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Herzinsuffizienz
- Verminderung Aktivität Ca-ATPase -> verminderte Füllung Ca in SR -> vermehrter Ca-Verlust über Sarkolemm
- nicht genügend Ca für nächste Phase
- partielle Hemmung 3Na/Ca-Austauscher stellt Gleichgewicht wieder her (indirekt über Na-K-ATPase durch Herzglykoside)
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Vegetative Steuerung (Wirkung von Sympathikus und Parasympathikus)
- Sympathikus:-> re S. versogt Sinus, AV und Vorhöfe,
- -> li S. versorgt Kammern (2. Neuron nach Umschaltung im Ggl. stellatum im Grenzstrang)
- -> Überträgerstoff: Noradrenalin (hauptsächlich an β1 Rezeptoren)
- Parasympathikus:-> innerviert Sinus, AV und Vorhof
- -> Überträgerstoff: ACh über muskarinische R vom Subtyp 2
- Wirkungen:-> Kontraktilität (Inotropie)
- -> Frequenz über Depolarisation (Chronotropie)
- -> Überleitungsgeschw. am AV (Dromotropie)
- -> Relaxationsgeschw. (Lusitropie, nur Sympathikus)
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Signalkaskaden bei Steuerung der Herztätigkeit durch Sympathikus und Parasympathikus
- -> β1-adrenerge Rezep. interagiert mit Gs-Protein -> αs-Untereinheit stimuliert Adenylylzyklase, die aus ATP cAMP bildet
- -> cAMP stimuliert Proteinkinase A -> Phosphorylierung von L-Typ-Ca-Kanal -> mehr Trigger Ca rein -> Ca-Freisetzung aus SR
-> Phosphorylierung von Phospholamban aktiviert Ca-ATPase -> mehr Ca während Diastole in SR zurück -> bei nächster Kontraktion mehr Kraft
-> im Sinusknoten bindet cAMP direkt an HCN 4-Kanäle -> diastol. Depol. beschleunigt
-> ACh-Rezep. aktiviert inhibit. G-Protein G i -> α 1 hemmt Adenylylzyklase (Gegenspieler von α s; cAMP↓) β γ aktiviert K-Kanäle -> diast. Depol. im Sinusknoten wird gehemmt
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Brady- vs- Tachykardie
Bradykardie: <60/min
Tachykardie: >100/min
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Überleitungsstörungen
- AV-Block (1°): PQ-Intervall >0,2s
- AV-Block (2°): nicht jede P-Welle von QRS gefolgt
- AV-Block (3°): Vorhof und Kammer schlagen unabhängig voneinander
- Extrasystolen:
- - Vorhof ES: regelrechtes EKG
- - AV-Knoten ES: neg. P
- - Kammer ES: deformierter Kammerkomplex
Vorhofflimmern: Keine P-Welle und abs. Arrythmie
Kammerflimmern: nur unruhige Null-Linie
Herzinfarkt: Hebung ST, neg. T, später R-Verlust
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