Wahrscheinlich kümmern Sie sich häufig um Patienten mit Herz- und Kreislauferkrankungen und verabreichen Medikamente, die den Kreislauf beeinflussen. Diese Überprüfung des Kreislaufsystems erweitert Ihre Wissensbasis, sodass Sie Patienten mit Anzeichen und Symptomen von Herz-Kreislauf-Problemen effizienter beurteilen können.

Das Kreislaufsystem umfasst das Herz, Blutgefäße und regulatorische Kontrollen (wie das autonome Nervensystem, Katecholamine und Hormone). Seine Hauptfunktion besteht darin, den Zellen Sauerstoff und Substrat (Glukose) zuzuführen. Das Kreislaufsystem transportiert auch Nebenprodukte des Zellstoffwechsels – 66% in Form von Kohlendioxid (CO2) in die Lunge und die restlichen 33% als Abbauprodukte des Proteinstoffwechsels in die Nieren. Der Stoffwechsel von Sauerstoff und Glukose (Zellverbrennung) erzeugt Wärme, die durch den Kreislauf geleitet wird und den Körper erwärmt.

Bei einem gesunden Menschen funktionieren die Komponenten des Kreislaufsystems effektiv. Wenn jedoch eine der Komponenten oder Regulationsmechanismen fehlschlägt, werden der Kreislaufprozess und seine sekundären Mechanismen beeinträchtigt. Da das Herz eine volumetrische Pumpe ist, ist das intravaskuläre Volumen eine wichtige funktionelle Komponente, die von den Nieren und verschiedenen neurohormonellen Faktoren gesteuert wird. (Siehe Kasten unten.)

Zelluläre Anforderungen regulieren das Herzzeitvolumen (CO) durch ein kompliziertes System der vaskulären Autoregulation, Neuroregulation und hormonellen Kontrolle. Dieses Regulierungssystem steuert den Blutfluss zu einzelnen Organen und kann das Herz direkt beeinflussen.

Zum Beispiel werden endogene Katecholamine während einer Blutung ausgeschieden, um die Perfusion zu lebenswichtigen Organen (Gehirn, Herz und Nieren) aufrechtzuerhalten. Katecholamine beeinflussen auch die Herzfrequenz, um CO angesichts des abnehmenden Schlagvolumens (SV) aufrechtzuerhalten. Dieser Kompensationsmechanismus erhöht das in die Aorta ausgestoßene Blutvolumen. Wenn die Herzfrequenz 150 Schläge / Minute überschreitet, nehmen die atriale und ventrikuläre Füllung ab (verringerte Vorlast), wodurch die SV weiter reduziert wird, was über die Fähigkeit zur Kompensation hinausgeht. Infolgedessen nimmt CO ab.

Neben der arteriellen Verengung erhöhen endogene oder exogene Katecholamine den Venentonus, was die venöse Compliance verringert und das Blutvolumen erhöht, das zum Druck beiträgt; blut zurück zum Herzen treiben, um den mittleren systemischen Druck aufrechtzuerhalten. Katecholamine erhöhen auch den inotropen Zustand des Herzens, wodurch die Kontraktilität zunimmt, was wiederum die Herzleistung verbessert. Diese Mechanismen ermöglichen es dem Kreislaufsystem, sich an verschiedene Aktivitäten anzupassen und Krankheitszustände auszugleichen.

Herzzeitvolumen, Blutdruck, Widerstand und Impedanz

Die Herzfunktion kann in Bezug auf das Herzzeitvolumen (CO) oder die Ausgabe von Blut beschrieben werden, das über 1 Minute durch den Körper zirkuliert. Normalerweise reicht CO von 5 bis 8 l / Minute.

Kontinuierliche Blutzirkulation erfordert eine wechselnde Druckdifferenz – nämlich Blutdruck (BP). BP treibt Blut durch das Kreislaufsystem aufgrund der Wechselwirkung zwischen einer druckerzeugenden Quelle (dem Herzen) und dem Kreislaufsystem, wodurch ein geschlossener Kreislauf (Blutgefäße) entsteht. Auf der arteriellen Seite wird dieser Blutkreislauf als systemischer Gefäßwiderstand (SVR) bezeichnet, eine Berechnung, mit der der Widerstand innerhalb des arteriellen Kreislaufs angenähert wird. BP ist gleich CO multipliziert mit SVR. (BP = CO x SVR.)

Die Zirkulation funktioniert jedoch mehr durch Impedanz, wie es ein verformbares Rohr tun würde, als durch Widerstand, wie es ein starres Rohr tun würde. Das liegt daran, dass die Aorta einer Röhre ähnelt, die sowohl Widerstand als auch Nachgiebigkeit bietet, wenn Blut aus dem Herzen austritt. Zum Beispiel kann eine junge Person ihren CO während des Trainings sicher auf 20 L / Minute erhöhen, weil sie eine ausreichende Aorten-Compliance hat. Eine ältere Person mit einer verkalkten Aorta toleriert diesen dramatischen CO-Anstieg möglicherweise nicht, da die Compliance der Aorta verringert ist, was den Widerstand erhöht und den Blutdruck signifikant erhöht.

Herzfrequenz, Schlagvolumen und Ejektionsfraktion

CO kann weiter in seine Schlüsselkomponenten unterteilt werden — Herzfrequenz (HR) und Schlagvolumen (SV). SV bezieht sich auf die Differenz zwischen dem enddiastolischen Volumen (EDV, linksventrikuläres Blutvolumen vor der Kontraktion) und dem endsystolischen Volumen (linksventrikuläres Volumen am Ende der Kontraktion). Beispielsweise entspricht eine EDV von 120 ml geteilt durch ein endsystolisches Volumen von 50 ml einer SV von 70 ml.

CO ist gleich HR mal SV. (CO = HR x SV). Normaler SV reicht von 50 bis 80 ml; Für einen durchschnittlichen Erwachsenen sind es typischerweise 70 ml.

Der Prozentsatz des aus den Ventrikeln ausgestoßenen Blutes wird als Ejektionsfraktion (EF) bezeichnet. EF ist gleich SV geteilt durch EDV. (EF = SV ÷ EDV.) Im vorherigen Beispiel füllt sich der Ventrikel während der diastolischen Phase auf eine Kapazität von 120 ml. Während der nächsten (systolischen) Phase zieht sich der linke Ventrikel zusammen und verdrängt einen SV von 70 ml in die Aorta. In diesem Beispiel beträgt EF also 58%. (SV÷ EDV oder 70 ÷ 120.)

Determinanten des Schlagvolumens

Faktoren, die SV bestimmen, sind Herzkontraktilität, Vorlast, Nachlast, Herzfrequenz und Herzrhythmus. Die Kontraktilität bezieht sich auf die Fähigkeit der Vorhöfe oder des Ventrikels, sich zusammenzuziehen, mit dem primären Zweck, Blut in den Ventrikel bzw. die Aorta auszustoßen oder zu verdrängen; Dies wird allgemein als inotroper Zustand des Herzens bezeichnet. Durch Abtasten der Impulse wird die Kontraktilität durch Medikamente (inotrope) und Volumenzustände (Euvolämie, Hypervolämie und Hypovolämie) beeinflusst. Ein schneller Puls bedeutet nicht unbedingt eine optimale Kontraktilität. Ein erhöhter Puls verringert die Zeit, die die Vorhöfe und Ventrikel füllen müssen, wodurch die Vorlast verringert wird.

Preload und afterload

Preload bezieht sich auf das Blutvolumen einer Herzkammer. Eine Dehnungskraft auf den Herzmuskel aufgebracht wird, bestimmt es precontraction Muskellänge. Der Grad der Verriegelung zwischen den Herzmuskelfasern nimmt mit zunehmender Dehnung zu, was wiederum die Vorspannung erhöht. Dies wiederum stärkt die Kontraktion (Frank-Starling-Beziehung). Mit anderen Worten, je größer die Dehnung, desto größer die Kontraktionskraft.

Der venöse Rückfluss wird durch den mittleren systemischen Druck (Pms) bestimmt — den Druck, der während der Asystolie im Kreislauf verbleibt und das Blut zurück zum Herzen treibt. Der rechtsatriale Druck (RAP) oder der zentralvenöse Druck (CVP) bezieht sich auf den Druck, der die Blutrückführung behindert. Der venöse Rückfluss entspricht Pms minus RAP. Je größer der Unterschied zwischen Pms und RAP ist, desto größer ist der venöse Rückfluss und die Vorlast.

Zum Beispiel sinkt während der spontanen Inspiration der Druck (weil der Thoraxdruck abnimmt) und der Druck im Abdomen steigt an, wodurch der venöse Rückfluss erhöht wird. Wenn die Vorspannung die Herzmuskelfasern dehnt, nimmt die Kontraktilität des Herzens bis zur Überdehnung zu. Wenn der venöse Rückfluss während der diastolischen Phase ansteigt, füllt sich der Ventrikel und eine erhöhte Vorlast dehnt den Herzmuskel aus, um den für die systolische Kontraktion erforderlichen Druck zu erzeugen.Nachlast bezieht sich auf die Spannung oder gespeicherte Energie, die sich in einer Herzmuskelfaser entwickeln muss, bevor eine Verkürzung (systolische Kontraktion) stattfinden kann. Die resultierende Kraft (Druck), die während der systolischen Kontraktion entwickelt wird, muss die entgegengesetzte Kraft in der Aorta und den Arteriolen übersteigen, damit Blut in den Arterienbaum ausgestoßen werden kann. Die Hauptimpedanz für aus dem Ventrikel ausgestoßenes Blut wird in der Aorta und der Druck darin durch Arteriolen erzeugt. Daher steigt die Nachlast mit systemischer Hypertonie an, da die Ventrikel einen höheren Druck erzeugen müssen, um die Impedanz erhöhter systemischer Drücke zu überwinden.

Transportsystem

Das Kreislauftransportsystem ähnelt einem riesigen verzweigten Baum; wenn sie von Ende zu Ende kombiniert würden, würden die verschiedenen Zweige ungefähr 30.000 Meilen Blutgefäße messen. Das Herz ist der Motor des Transportsystems. Wenn die Energie oder der Druck des Herzens in das Kreislaufsystem verlagert wird, fällt der Druck progressiv entlang eines Gradienten. Auf der arteriellen Seite ist der Druck in den größeren Gefäßen (Arterien) am höchsten und nimmt im gesamten System ab und erreicht seinen tiefsten Punkt in den kleineren Gefäßen (Kapillaren).Wenn sich das Blut weiter von der Aorta wegbewegt, wo sich der Kreislaufbaum teilt, nimmt der Widerstand gegen den Blutfluss mit zunehmender Querschnittsfläche ab. Obwohl das aus dem Herzen gepumpte Volumen dem Volumen entspricht, das zum Herzen zurückkehrt (CO = venöser Rückfluss), wird das Gesamtblutvolumen nicht gleichmäßig im Kreislaufsystem verteilt. Der größte Teil des gesamten Blutvolumens wird auf der venösen Seite als Reservoir gespeichert. Während das Herz Blut ausstößt und Blut den Kreislaufbaum hinunter in das venöse Reservoir fließt, treibt eine zweite oder passive periphere Pumpe Blut zurück zum Herzen, wobei Pms den venösen Rückfluss antreibt. Die periphere Zirkulation steuert Pms und treibt das Blut zurück in den rechten Vorhof.

Zum Beispiel verbleibt ein großes Blutvolumen in Leber und Milz als Reserve. Wenn wir atmen und einen Unterdruck erzeugen, zieht sich das Zwerchfell zusammen und steigt vom Brustraum in die Bauchhöhle ab. Diese Kontraktion erhöht den Intrabauchdruck und treibt das Blut aus dem Reservoir in Leber und Milz zurück zum Herzen.

Gleichzeitig nimmt der Thoraxdruck mit der Inspiration ab und reduziert den DRUCK, wodurch der Druckgradient zum Herzen erhöht wird. Je größer der Gradient zwischen Pms und RAP ist, desto größer ist der venöse Rückfluss und CO.

Dynamische Wechselwirkungen

Die dynamischen Wechselwirkungen zwischen Herz und Gewebe ermöglichen es dem Körper, durch ein Spektrum von Aktivitäten zu funktionieren — oder in Krankheitszuständen zu kompensieren. Das Herz dient in erster Linie dazu, dem Körper Sauerstoff und Glukose zuzuführen. Seine Funktion wird sowohl von der Vor- als auch von der Nachlast beeinflusst und passt sich dynamisch über eine Reihe von Aktivitäten an, um Nährstoffe und Sauerstoff zu liefern, damit die Organe ordnungsgemäß funktionieren. Krankenhauspatienten können aufgrund von Schmerzen, Angst, Erregung oder Infektionen eine veränderte Herzfunktion haben. Als Krankenschwester müssen Sie in der Lage sein, Zustände veränderter Herzfunktion zu erkennen, damit Sie optimal versorgt werden können.Die Autoren arbeiten am Adams Cowley Shock Trauma Center in Baltimore, Maryland Penny Andrews ist eine Krankenschwester. Nader M. Habashi ist ein Intensivmediziner und Multitrauma Critical Care Medical Director.

Ausgewählte Referenzen

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