Druck-Volumen-Veränderungen während des Herzzyklus

Das Laplace-Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen Wandspannung und Innendruck; denkt man sich das Herz modellhaft als Hohlkugel, so gilt:

(Hierbei ist: = Wandspannung; = transmuraler Druck; = Innenradius; = Wanddicke).

Wenn das Herz dauerhaften Druck- und Volumenbelastungen ausgesetzt ist, entwickelt es bestimmte Kompensationsmechanismen:

• Eine chronische Druckbelastung führt zunächst zu einer konzentrischen Hypertrophie – d.h., es kommt zur Verdickung der Herzmuskulatur ohne Vergrößerung des Radius (also des Herzinnenraums).

• Bei einer chronischen Volumenbelastung entsteht eine exzentrische Hypertrophie, also eine Verdickung des Herzmuskels bei Zunahme des Radius (= Dilatation).

Die Herzarbeit kann man in einem Arbeitsdiagramm (Druck-Volumen-Diagramm) abbilden: Hierfür trägt man die Druck- und Volumenänderungen während eines Herzzyklus gegeneinander auf. Die Form dieses Arbeitsdiagramms wird durch die Kurve der isovolumetrischen und isotonen Maxima sowie die daraus abgeleitete Kurve der Unterstützungsmaxima und die Ruhedehnungskurve bestimmt. Das Druck-Volumen-Diagramm umspannt eine Fläche, welche die während eines Herzzyklus geleistete Arbeit abbildet.