Herzphysiologie und Pathophysiologie: StatPearls Leitlinie
Hintergrund
Die StatPearls-Leitlinie beschreibt die grundlegenden Mechanismen der Herzphysiologie und deren klinische Relevanz. Das kardiovaskuläre System passt sich kontinuierlich an, um die Homöostase und die Sauerstoffversorgung der Gewebe aufrechtzuerhalten.
Ein tiefgreifendes Verständnis der kardialen Physiologie ist essenziell, um pathophysiologische Veränderungen wie Herzinsuffizienz oder Klappenvitien zu begreifen. Dabei spielen Variablen wie Herzfrequenz, Schlagvolumen, Preload und Afterload eine zentrale Rolle.
Empfehlungen
Die Leitlinie fasst die zentralen physiologischen und pathophysiologischen Konzepte des Herzens wie folgt zusammen:
Zelluläre Elektrophysiologie
Die elektrischen Signale des Herzens folgen einem definierten Pfad vom Sinusknoten über den AV-Knoten, das His-Bündel und die Tawara-Schenkel bis zu den Purkinje-Fasern. Der AV-Knoten erzeugt dabei eine essenzielle Verzögerung, die eine geordnete Kontraktion von Vorhöfen und Kammern ermöglicht.
Für das Verständnis der zellulären Erregung werden die Aktionspotenziale von Arbeitsmyokard und Schrittmacherzellen unterschieden.
| Phase | Spannung | Ionenströme und Beschreibung |
|---|---|---|
| Phase 0 | -70 mV bis +50 mV | Schnelle Depolarisation durch Einstrom via spannungsgesteuerte Natriumkanäle |
| Phase 1 | +50 mV (abfallend) | Initiale Repolarisation durch Ausstrom via spannungsgesteuerte Kaliumkanäle |
| Phase 2 | Plateau bei +50 mV | Plateauphase durch Gleichgewicht von Kaliumausstrom und Calciumeinstrom |
| Phase 3 | +50 mV bis -90 mV | Schnelle Repolarisation durch Ausstrom via spannungsgesteuerte Kaliumkanäle |
| Phase 4 | -90 mV | Ruhepotenzial mit passivem Kaliumausstrom |
Das Aktionspotenzial der Schrittmacherzellen (Sinus- und AV-Knoten) unterscheidet sich hiervon grundlegend. Die Depolarisation wird hier maßgeblich durch Calcium getrieben.
| Phase | Spannung | Ionenströme und Beschreibung |
|---|---|---|
| Phase 4 | -60 mV bis -40 mV | Langsame Depolarisation durch passiven Natriumeinstrom |
| Phase 0 | -40 mV bis +10 mV | Schnelle Depolarisation durch Einstrom via spannungsgesteuerte Calciumkanäle |
| Phase 3 | +10 mV bis -60 mV | Repolarisation durch Ausstrom via spannungsgesteuerte Kaliumkanäle |
Hämodynamik und Herzzyklus
Die Leitlinie definiert die wesentlichen Parameter der kardialen Pumpfunktion:
-
Preload (Vorlast): Entspricht dem enddiastolischen Volumen und bestimmt durch die Dehnung der Ventrikel die Kontraktionskraft.
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Afterload (Nachlast): Der Druck, den der linke Ventrikel überwinden muss, um Blut in die Aorta auszuwerfen.
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Cardiac Output (Herzzeitvolumen): Das Produkt aus Herzfrequenz und Schlagvolumen.
Pathophysiologie der Herzinsuffizienz
Es wird zwischen systolischer und diastolischer Herzinsuffizienz unterschieden. Die Echokardiografie gilt als Goldstandard für die Diagnostik.
| Typ | Ejektionsfraktion (EF) | Primäres Problem | Häufige Ursachen |
|---|---|---|---|
| Diastolische Herzinsuffizienz (DHF) | > 40 % | Unzureichende Ventrikelfüllung | Chronische Hypertonie, KHK, Diabetes, Adipositas |
| Systolische Herzinsuffizienz (SHF) | ≤ 40 % | Unzureichender Blutauswurf | KHK, dilatative Kardiomyopathie, Klappenerkrankungen |
Klappenvitien und Shunt-Defekte
Strukturelle Defekte führen zu spezifischen hämodynamischen Anpassungen:
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Aortenstenose: Führt zu einer Druckbelastung und konsekutiven Linksherzhypertrophie.
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Aortenklappeninsuffizienz: Verursacht einen Volumenrückfluss in der Diastole und führt zu einer Volumenüberladung.
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Ventrikelseptumdefekt (VSD): Bewirkt initial einen Links-Rechts-Shunt, der bei chronischer pulmonaler Drucksteigerung in einen Rechts-Links-Shunt umschlagen kann (Eisenmenger-Syndrom).
💡Praxis-Tipp
Ein isolierter Fokus auf die linksventrikuläre Funktion greift oft zu kurz, da eine Linksherzinsuffizienz die häufigste Ursache für eine Rechtsherzinsuffizienz darstellt. Es wird betont, dass der Rückstau von Blut in die Lunge zu pulmonaler Hypertonie führt, was wiederum den rechten Ventrikel überlastet. Dies äußert sich klinisch in peripheren Ödemen, Jugularvenenstauung und Leberstauung.
Häufig gestellte Fragen
Laut Leitlinie wird die schnelle Depolarisation (Phase 0) bei Schrittmacherzellen durch den Einstrom von Calciumionen getrieben. Bei regulären Herzmuskelzellen sind hingegen spannungsgesteuerte Natriumkanäle für die Phase 0 verantwortlich.
Die Leitlinie definiert die systolische Herzinsuffizienz (SHF) durch eine reduzierte Ejektionsfraktion von 40 Prozent oder weniger. Das primäre Problem ist hierbei der unzureichende Blutauswurf während der Systole.
Das Eisenmenger-Syndrom beschreibt die Umkehr eines Links-Rechts-Shunts zu einem Rechts-Links-Shunt. Dies geschieht, wenn die chronische Volumenbelastung zu einer Rechtsherzhypertrophie und einem Übersteigen des linksseitigen Drucks führt.
Die Leitlinie erklärt, dass die Pause im AV-Knoten eine gleichzeitige Kontraktion von Vorhöfen und Kammern verhindert. Dadurch wird eine geordnete und sukzessive Füllung und Entleerung der Herzkammern gewährleistet.
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Quelle: StatPearls: Physiology, Cardiac (StatPearls, 2026). Originaldokument ansehen
KI-generierte Zusammenfassung. Keine Diagnose- oder Therapieempfehlung. Die klinische Entscheidung trifft der behandelnde Arzt.