Das Herz verrichtet kontinuierlich Arbeit, indem es Blut in die beiden Kreisläufe, den Körper- und den Lungenkreislauf, pumpt. Hierbei ist es wichtig, beide Kreisläufe zu betrachten. Die Arbeit des linken Herzens, welches den Körperkreislauf versorgt, und die Arbeit des rechten Herzens, welches den Lungenkreislauf versorgt, unterscheiden sich. Die Pumpleistung beider Herzteile muss letztendlich aber identisch sein, damit es nicht zu einem Stau kommt. Beide Teile des Herzens müssen also die identische Menge Blut fördern.

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Herz im Querschnitt

Bild: „Heart Anatomic Design“ von Heikenwaelder Hugo. Lizenz: CC BY-SA 2.5


Die Herzarbeit

Die Arbeit des Herzens kann noch einmal in zwei einzelne Komponenten unterteilt werden. Einen Teil der Herzarbeit macht die Druck-Volumen-Arbeit aus. Die zweite Komponente, die eine Rolle spielt ist die Beschleunigungsarbeit, die das Herz leistet.

Die Druck-Volumen-Arbeit

Die Druckveränderungen sowie die Volumenveränderung wurden in einem anderen Beitrag ja bereits betrachtet. Trägt man die Druck- und die Volumenveränderungen im Druck-Volumen-Diagramm gemeinsam auf, ergibt die Fläche des Diagramms die Arbeit, die das Herz leistet. Die Fläche unter dem Diagramm zwischen den Punkten A und D beschreibt die Dehnungsarbeit, die der Ventrikel bei seiner Füllung leistet.

Die Druck-Volumen-Arbeit ist die Arbeit, die das Herz aufbringen muss, um mit Hilfe des Druckes in den Herzkammern das Blut gegen einen bestimmten Widerstand in die beiden Kreisläufe zu pumpen. Hieraus wird deutlich, dass sich die Druck-Volumen-Arbeit von linkem und rechtem Herz unterscheidet: Der Widerstand im Lungenkreislauf ist deutlich geringer als der im Körperkreislauf.

Berechnet man die Druck-Volumen-Arbeit durch Multiplikation der Druck- mit den Volumenveränderungen, ergibt sich für das gesamte Herz ein Wert von 1,15 Nm. Das linke Herz hat hieran einen Anteil von 0,94 Nm oder 85 %. Das rechte Herz macht dementsprechend nur 0,19 Nm oder 15 % aus.

Die Beschleunigungsarbeit

Die Beschleunigungsarbeit bezeichnet die Arbeit, die verrichtet wird, um die zu transportierende Blutmasse auf eine gewisse Geschwindigkeit zu bringen. Diese Arbeit wird verrichtet, wenn sich die Taschenklappen am Beginn der Systole öffnen.

In Ruhe macht die Druck-Volumen-Arbeit 99 % der Herzarbeit aus, der Beitrag der Beschleunigungsarbeit ist hier also nur sehr gering. Nimmt aber die Auswurfleistung zu oder sinkt die Aortenelastizität steigt die Beschleunigungsarbeit.

Die Herzleistung

Die Herzleistung wird beschrieben durch die Herzarbeit pro Zeit. Zur Berechnung wird daher die Formel P=W/t herangezogen. Geht man von einer Herzarbeit von 1,15 Nm in Ruhe, also bei einer Herzfrequenz von 60/min beziehungsweise einem Herzschlag pro Sekunde aus, ergibt sich eine Herzleistung von 1,15 Watt in Ruhe.

Die Formel zur Berechnung der Herzleistung zeigt, von welchen Faktoren sie abhängig ist: von der Herzfrequenz und der Herzarbeit. Der Blutdruck, der einen Einfluss auf die Herzarbeit hat, ist daher beispielsweise ein Einflussfaktor. Die Herzleistung kann um das Fünffache, also auf 5 Watt, gesteigert werden.

 

 

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