Die genaue Kenntnis der Durchblutung des Herzens ist extrem wichtig, schließlich stehen Herz-Kreislauf-Erkrankungen immer noch auf Platz 1 der Todesursachen in Deutschland. Zu wissen, welches Gefäß welchen Abschnitt des Herzens versorgt, hilft, im Notfall des Herzinfarktes beispielsweise EKG-Veränderungen richtig einzuordnen und das Infarkt-Gebiet zu erkennen. Die Kenntnis über die Regulation der Koronardurchblutung erklärt unter anderem die Klinik der koronaren Herzkrankheit und der stabilen Angina pectoris.

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Herz im Thorax

Bild: “ Location of Heart in Thoracic Cavity” von BruceBlaus. Lizenz: CC BY 3.0


Durchblutung des Herzens

heart left lateal coronary arteries

Bild: „heart left lateal coronary arteries“ von Patrick J. Lynch. Lizenz: CC BY 2.5

Das Herz selbst ist das Vas publicum des Körpers mit seiner entscheidenden Funktion im Herz-Kreislauf-System. Dementsprechend können die Herzkranzgefäße als Vasa privata des Herzens bezeichnet werden. Jedem Herzkranzgefäß kann ein bestimmtes Versorgungsgebiet zugeordnet werden. Diese Kenntnis ist beispielsweise im Falle eines Herzinfarktes wichtig. So können EKG-Veränderungen in einzelnen Ableitungen Aufschluss darüber geben, welches Herzkranzgefäß betroffen ist.

Die Koronararterien

Aus dem Pars ascendens der Aorta entspringen kurz hinter der Aortenklappe die linke und rechte Koronararterie, die Aa. coronariae sinistra und dextra. Der Druck, mit dem die beiden Koronararterien durchblutet werden, ist aufgrund der Lage gleich dem Druck, der in der Aortenwurzel vorherrscht.

Das Herz ist von extrem vielen Kapillaren durchsetzt, sodass keine großen Strecken mittels Diffusion überwunden werden müssen. Pro Muskelzelle kann eine Kapillare gerechnet werden. Dies ergibt in etwa 4000 Kapillaren pro mm². Es kann zwischen einem Linksversorgungstyp (11 %) und einem Rechtsversorgungstyp (14 %) des Herzens unterschieden werden. In der Mehrheit der Fälle (75 %) liegt aber ein ausgeglichener Versorgungstyp vor, bei dem beide Koronararterien in etwa gleich stark ausgebildet sind.

Arteria coronaria sinistra

Die A. coronaria sinistra wird in der Klinik grundsätzlich abgekürzt als LCA (engl. left coronary artery) bezeichnet. Sie versorgt normalerweise den linken Vorhof und Ventrikel, sowie einen Großteil der Kammerscheidewand und einen kleinen vorderen Teil des rechten Ventrikels. Nach ungefähr 1 cm, der als Hauptstamm bezeichnet wird, teilt sie sich in den Ramus interventricularis anterior (RIVA oder LAD (engl. left anterior desendent)) und den Ramus circumflexus (RCX).

Der Ramus interventricularis anterior trifft auf der Facies diaphragmatica auf den Ramus interventricularis posterior der A. coronaria dextra. Er gibt außerdem noch den Ramus lateralis zum vorderen Anteil des linken Ventrikels, den Ramus conus arteriosus zum Conus arteriosus und Rami septales zum Septum interventriculare ab.

Die A. coronaria sinistra gibt noch weitere, kleinere Äste ab. Dazu zählen der Ramus atriales anterior und Ramus atriales intermedius sinister, die Rami atrioventriculares, der Ramus marginalis sinister und Ramus posterior ventriculi sinistri und in einem Drittel der Fälle den Ramus nodi sinuatrialis.

Arteria coronaria dextra

Die A. coronaria dextra wird in der Klinik als RCA (engl. right coronary artery) abgekürzt. Sie entspringt ebenfalls über der Aortenklappe und ist in ihrem Verlauf zunächst vom rechten Herzohr überdeckt. Die RCA versorgt den rechten Ventrikel und Vorhof, das hintere Drittel der Kammerscheidewand sowie das Reizleitungssystem. Dieses Wissen ist relevant für die Klinik, da eine Minderversorgung von Ästen der RCA zu Herzrhythmusstörungen führen kann!

Die A. coronaria dextra zieht ebenfalls zur Facies diaphragmatica des Herzens und gibt dort den Ramus interventricularis posterior ab, der sich mit dem Ramus interventricularis anterior des Herzens trifft. Normalerweise gibt die RCA den Ramus nodi sinuatrialis (in 2/3 der Fälle) und Ramus nodi atrioventricularis, Rami atriales, einen Ramus coni arteriosus, den Ramus ventricularis dexter und Ramus marginalis dexter sowie Rami interventriculares septales ab.

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Bild: „Coronary circulation in anterior view, with coronary arteries labeled in red text and other landmarks in blue text.“ von Patrick J. Lynch. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Regulation der Koronardurchblutung

Das Herz als Vas publicum hat einen überdurchschnittlich hohen Sauerstoffverbrauch. Daher erhält es 5 % des Herzzeitvolumens zur eigenen Versorgung. Die Durchblutung des Herzens liegt bei 70-80 ml/min/100 g in Ruhe. Kommt es zu einer stärkeren Belastungssituation des Körpers kann die Durchblutung auf das 4-5-fache gesteigert werden.

Die Koronararterien werden fast ausschließlich in der Diastole durchblutet. Dies hat mehrere Gründe. Zum einen muss in der Systole sehr viel Kraft vom Herzmuskel aufgebracht werden, sodass das Blut aus den Ventrikeln in die Kreisläufe gepumpt werden kann. Dabei werden die Koronararterien so komprimiert, dass kaum noch Blut in ihnen fließen kann.

Zum anderen wird in der Systole der Druck in den Ventrikeln so stark erhöht, dass er größer als der Druck in der Aorta ist und somit das Blut aus dem linken Ventrikel in die Aorta gepumpt werden kann; der Druck in den Koronararterien ist also größer, als der Druck, der von der Aorta für die Durchblutung der Koronararterien aufgebracht werden kann.

Während der Systole wird aufgrund der Komprimierung der Herzgefäße venöses Blut in den Sinus coronarius beziehungsweise über Thebesius-Venen direkt in die Ventrikel gepresst. Während der Diastole können die Koronararterien dann aufgrund des erschlafften Herzmuskels gut durchblutet werden.

Das Herz hat im Vergleich zu anderen Organen eine sehr hohe Sauerstoffextraktionsrate. Pro Liter Blut werden 140 ml Sauerstoff (von 200 ml Sauerstoff, die im Blut vorhanden sind) vom Herzen aufgenommen. Der myokardiale Sauerstoffverbrauch liegt bei 10-11 ml pro Minute und pro 100 g Gewebe.

Steigt der myokardiale Sauerstoffverbrauch nun bei Belastung um das 4-5-fache an, kann die Sauerstoffextraktion nicht wie bei anderen Organen ausreichend gesteigert werden, um diesen erhöhten Bedarf zu decken, da sie von vornherein bereits sehr hoch ist. Daher muss bei Belastung die Koronardurchblutung erhöht werden.

Die sogenannte Koronarflussreserve (CFR) gibt den Quotienten von dem maximal möglichen Koronarfluss und der Koronardurchblutung in Ruhe an. Die Differenz der Ruhedurchblutung und der maximal möglichen Durchblutung dagegen ist die Koronarreserve.

Es lassen sich vier Faktoren unterscheiden, die Einfluss auf die Koronardurchblutung haben. Dies sind zunächst physikalische Faktoren, wie der Druck in der Aorta und der Druck, mit dem die Koronararterien während der Systole komprimiert werden. Dazu kommen neurohumorale Faktoren wie Noradrenalin und Adrenalin des vegetativen Nervensystems. Noradrenalin beispielsweise macht über α-Rezeptoren eine Vasokonstriktion.

Hinzukommen metabolische Faktoren und endotheliale Faktoren wie zum Beispiel die Freisetzung von NO aus koronaren Endothelzellen nach Stimulation mit Acetylcholin, Histamin und Noradrenalin, die eine Vasodilatation verursacht.

Klinik

In Ruhe ist die Diastole in etwa doppelt so lang wie die Systole. Dies sorgt für eine ausreichende Durchblutung der Koronararterien, häufig auch noch bei bereits verengten Gefäßen, wie beispielsweise im Falle der koronaren Herzkrankheit, bei der aufgrund von arteriosklerotischen Veränderungen und Plaquebildung das Lumen der Koronararterien eingeengt ist.

Kommt es nun zu einer Belastungssituation mit einer erhöhten Herzfrequenz, geschieht dies vor allem zu Lasten der Zeit, die für die Diastole aufgewendet wird. Dementsprechend lässt sich erklären, warum beispielsweise bei einer stabilen Angina pectoris die pektanginösen Beschwerden nur bei Belastung auftreten.

 

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