 Die
Energie, die das Herz aufbringen muss, hängt von vielen Faktoren ab.
Es muss dabei eine gewisse Arbeit verrichtet werden. Diese kann man sich
am Besten vorstellen durch den Vergleich, eine zähe Wassermenge
ein Leben lang ohne Pause durch ein Rohr pumpen zu müssen.
Das Schlagvolumen des Herzens muss gegen einen Gefäßwiderstand
befördert werden.
Dafür muss ein Druckaufwand bewältigt werden, der eine gewisse
Menge an Energie benötigt.
Das Blut muss dabei in seiner Masse beschleunigt werden. Dabei errechnet
sich die Druck-Volumen-Arbeit/Systole (einer Herzkammer) aus der Multiplikation
von Schlagvolumen mit dem systolischen Mitteldruck am Ventrikelausgang.
Es handelt sich unter Ruhebedingungen um ca. 1 Nm (bei dem gesamten Herz).
Die kinetische Energie beträgt ½mv2; hierbei lässt sich für m
die Masse des beschleunigten Blutes einfügen und v steht für die
Geschwindigkeit.
Bei nicht pathologischen Bedingungen und unter Ruhebedingungen befindet
sich der Prozentsatz für die Beschleunigungsarbeit bei ca.: 1 %. Kommen
pathologische Befunde dazu, so muss von einer erheblichen Steigerung dieses
Anteils ausgegangen werden. Solche Steigerungen haben dann einen Massenzuwachs
des Herzens zur Folge. Dieser Massenwachs hat die Aufgabe das Schlagvolumen
zusteigern.
Dabei kann es zu einer Minderversorgung des Herzmuskels kommen, infolge
der nicht mitgewachsenen arteriellen Versorgung.
Entscheidend bei der Energieversorgung des Herzens sind die Fettsäuren.
Sie decken durch den oxidativen Abbau den Hauptteil des Energiebedarfs
ab.
Im Ruhezustand kann man von einem Sauerstoffbedarf des Herzens von ungefähr
0,09 ml Sauerstoff / g min ausgehen. Dieser Anteil entspricht nahezu 10 % des gesamten
Sauerstoffverbrauchs des Körpers. Dabei hängt der Sauerstoffverbrauch
hauptsächlich von der zu erreichenden Faserspannung des Herzens
ab. Ist die zu erhaltende Gesamtfaserspannung relativ gering, dann kann von
einem relativ geringen Verbrauch ausgegangen werden.
Der Effizienzgrad des Herzens liegt bei ca.: 30 % - 40 %. Dies ist ein überdurchschnittlich
guter Wert. Dabei ist der Effizienzgrad bei einer Volumenbelastung höher
als bei einer Druckbelastung.
Wenn man von dem reinen Nährstoffbedarf ausgeht, dann ist das Herz
in der Lage nahezu alles zu verwerten. Die Nährstoffe werden dabei
aus dem Koronarblut entnommen. Der oxidative Abbau von Milchsäure dient
zudem als Säure-Basen-Regulations-Mechanismus. Das Adenosintriphosphat
(ATP) wird im Herzmuskel laufend gebraucht und wieder resynthetisiert.
Bei dem Kreislauf, der das Herz selbst mit Sauerstoff
und Nährstoffen versorgt (Koronarkreislauf), handelt es sich um einen Parallelkreislauf.
Bei einem Erwachsenen im Ruhezustand liegt der Verbrauch der koronaren Blutzirkulation
bei ca. 1ml/g min, dieser Wert beträgt ungefähr 4 % - 6% des Herzminutenvolumens.
Dieser Kreislauf hat starke Schwankungen in seiner Beanspruchung. Diese
Strömungsschwankungen sind abhängig von der Herztätigkeit.
Ein arterieller Bluteinstrom kommt vorwiegend in der Diastole zustande,
wobei es in der rechten Herzpartie auch in der Systole zu einem Zustrom
kommt. Der venöse Abfluß erfolgt durch Auspumpen/Auspressen
des Blutes in der Systole.
Das Herz verfügt zudem über die Besonderheit, dass die Sauerstoffaufnahme
viel effizienter aus dem Koronarblut erfolgt als im restlichen Körper.
Ein Sauerstoffmangel (wichtigster vasodilatierender Reiz) hat zur Folge,
dass es zu einer erheblichen Steigerung der koronaren Versorgung kommt.
Stickstoffmonoxid (NO) ist ebenfalls ein durchblutungsförderndes Mittel.
Adenosin und K+ bewirken eine Stickstofffreisetzung aus den Endothelzellen.
Dies führt zu einer Gefäßrelaxtion. Dadurch kommt es zu
einer Vasodilatation, die eine verstärkte Koronardurchblutung zur Folge
hat.
|
