Der Frank-Starling-Mechanismus beschreibt die Fähigkeit des Herzens, sich eigenständig an Veränderungen im Volumen, aber auch im Druck anzupassen. Grundlage ist die Dehnung der Herzmuskelfasern durch vermehrte Füllung, was zu einer erhöhten Kontraktionskraft führt. Dies erfolgt unabhängig von hormoneller oder nervöser Steuerung. Ziel dieses Mechanismus ist es, eine ausgeglichene Auswurfleistung beider Ventrikel zu sichern.
Die Vorlast (Preload) beschreibt die Vordehnung der Ventrikelwand am Ende der Diastole und ist abhängig vom venösen Rückstrom. Die Nachlast (Afterload) stellt den Druck dar, gegen den das Herz während der Systole pumpen muss (wie z.B. dem Aortendruck). Eine erhöhte Vorlast steigert die Kontraktionskraft und somit das Schlagvolumen, während eine erhöhte Nachlast zunächst zu einem verminderten Auswurf führt. Im weiteren Verlauf kann das Herz dies durch den Frank-Starling-Mechanismus jedoch kompensieren und das Schlagvolumen wieder erhöhen.
Zusammenfassung
Definition
- Das Herz passt durch den Frank-Starling-Mechanismus seine Pumpfunktion autonom an Volumen- und Druckänderungen an
- Dieser Regelmechanismus beruht auf mechanischen Eigenschaften der Herzmuskelfasern
- Unabhängig von neuronaler oder hormoneller Kontrolle.
- Ziel: Ausgeglichene Auswurfleistung beider Ventrikel zu gewährleisten
Vorlast (preload)
- Vordehnung der Ventrikelwand am Ende der Diastole (Wandspannung)
- Abhängig vom enddiastolischen Füllungsvolumen
- Beeinflussender Faktor:
- Venöser Rückstrom zum Herz
Nachlast (afterload)
Druck-Volumen-Diagramm (erhöhte Nachlast)
Initial im ersten Herzzyklus
- Isovolumetrische Kontraktion (A → B) ist verlängert, da mehr Druck aufgebaut werden muss
- Beginn der Austreibungsphase (Punkt B) verschiebt sich nach oben
z. B. 80 → 120 mmHg
- Beginn der Austreibungsphase (Punkt B) verschiebt sich nach oben
- Schlagvolumen initial ⬇️, da das Herz weniger Blut auswerfen kann
- Erhöhte Druck in der Ausstrombahn (z. B. Aorta) erschwert die Austreibung
- Größeres Restvolumen bleibt im Ventrikel (Punkt D: endsystolisches Volumen ⬆️)
Quellen
Behrends JC, Bischofberger J, Deutzmann R, Ehmke H, Frings S. Physiologie. 4th ed. Stuttgart: Thieme; 2021. doi:10.1055/b000000462.
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Schmidt RF, Lang F, Heckmann M, eds. Physiologie des Menschen: mit Pathophysiologie : mit Online-Repetitorium. 31st ed. Berlin ; [Heidelberg]: Springer; 2017.
Speckmann E-J, Hescheler J, Köhling R, Alzheimer C. Physiologie: das Lehrbuch. 7th ed. (Speckmann E-J, Hescheler J, Köhling R, eds.). München: Elsevier, Urban & Fischer; 2019.
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