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Das Herz ist eine biologische Pumpe mit vier Kammern, die Druck erzeugt, um das Blut anzutreiben. Das Frank-Starling-Gesetz besagt, dass das Schlagvolumen (SV) mit dem enddiastolischen Volumen (EDV, Vorlast) zunimmt: größere Füllung größere Sarkomerdehnung größere Kontraktionskraft, bis zu einem Optimum (~2,2 m Sarkomerlänge). Dadurch wird die Herzleistung automatisch reguliert, ohne dass ein neurohormoneller Eingriff erforderlich ist.

Das auf den linken Ventrikel angewendete Laplace-Gesetz (T = P·r/2h) zeigt, warum die ventrikuläre Hypertrophie zunächst adaptiv ist: Eine Erhöhung von h_wall verringert die Wandspannung _wall und normalisiert die Belastung der Kardiomyozyten. Allerdings erhöht die exzentrische Hypertrophie (erhöhter EDV, erhöhter r) langfristig _wall, was zu Herzversagen führt.

Die Ejektionsfraktion (EF = SV/EDV) ist der klinisch am häufigsten verwendete systolische Index. EF < 40 % definiert Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion (HFrEF); EF 50 % mit Symptomen definiert HFpEF (diastolische Dysfunktion). Die Herzarbeit W_ext = P dV ist die Fläche der Druck-Volumen-Schleife, die mit einem Druck-Volumen-Katheter (Gold Standard) gemessen werden kann.

Der myokardiale O-Verbrauch (MVO) ist proportional zum Doppelprodukt (HR × SBP), einer klinischen Annäherung an die Herzarbeit. Bei Angina pectoris wird die ischämische Schwelle erreicht, wenn der Bedarf (MVO) das Angebot (Koronarfluss) übersteigt. Das korrigierte QTc ist der Risikomarker für ventrikuläre Arrhythmien: QTc > 500 ms weist auf ein hohes Risiko für Torsades de pointes hin.

Die hydraulische Leistung des Herzens (P = CO × MAP 12 W) ist für einen Muskel, der 100.000 Mal am Tag schlägt, erstaunlich effizient. Der mechanische Wirkungsgrad des Myokards beträgt ca. 2530 %; der Rest des Energieverbrauchs wird als Wärme abgegeben. Bei Herzinsuffizienz nimmt die Leistung ab und MVO steigt bei gleicher nützlicher Arbeit.

>Modell

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Beschreibung

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