Der Herzzyklus beschreibt die mechanischen Abläufe während eines Herzschlags und lässt sich in die Systole (Kontraktionsphase) und Diastole (Erschlaffungsphase) unterteilen. Dabei durchläuft das Herz vier Phasen: die Anspannungsphase, die Austreibungsphase, die Entspannungsphase und die Füllungsphase. In der Systole steigt zunächst bei geschlossenen Klappen der Druck in den Herzkammern (Anspannung), bevor das Blut in die großen Arterien ausgeworfen wird (Austreibung). Während der Diastole erschlafft der Herzmuskel, der Druck sinkt (Entspannung) und die Kammern füllen sich zunächst passiv und am Ende aktiv durch Vorhofkontraktion (Füllung).
Das Druck-Volumen-Diagramm veranschaulicht den zeitlichen Ablauf des Herzzyklus und stellt die Druck- und Volumenänderungen während der vier Phasen dar. Die Phasen lassen sich wie folgt zuordnen: A–B entspricht der Anspannungsphase mit konstantem Volumen und steigendem Druck, B–C beschreibt die Austreibungsphase mit abnehmendem Volumen und hohem Druck, C–D die Entspannungsphase mit fallendem Druck bei konstantem Volumen, und D–A die Füllungsphase mit steigendem Volumen und leicht zunehmendem Druck. Die eingeschlossene Fläche im Diagramm entspricht der vom Herz geleisteten mechanischen Arbeit.
Zusammenfassung
Definition
- Der Herzzyklus beschreibt die mechanischen Phasen, die das Herz während eines Herzschlags durchläuft
- Unterteilung in:
- Systole
- Diastole
- Jede Herzaktion gliedert sich weiter in 4 Phasen:
- Anspannungsphase
- Austreibungsphase
- Entspannungsphase
- Füllungsphase
Phasen des Herzzyklus
Anspannungsphase
- Beginn der Kammerkontraktion
- Alle Klappen geschlossen
- Segelklappen schließen, da Kammerdruck > Vorhofdruck
- Taschenklappen noch geschlossen (Druck in Aorta > Kammerdruck)
- Volumen bleibt konstant, Druck steigt (von ca. 4–6 mmHg auf ~80 mmHg)
- Isovolumetrische Drucksteigerung
Austreibungsphase
- Start: Taschenklappen öffnen sich, da Kammerdruck > Aortendruck
- Blut wird in die Ausstrombahn ausgeworfen (Schlagvolumen ca. 70 ml)
- Druck steigt weiter an, dann langsamer Abfall
- Durch die Kontraktion der Kammer zieht sich die Ventilebene Richtung Herzspitze → Sogeffekt auf die Vorhöfe (Vorhoffüllung beginnt)
- Ende: Taschenklappen schließen wieder, sobald Aortendruck > Kammerdruck
Entspannungsphase
- Ventrikelmuskulatur erschlafft
- Alle Klappen geschlossen
- Volumen bleibt gleich, Druck sinkt rasch
- Isovolumetrische Entspannung
Füllungsphase
- Segelklappen öffnen sich, sobald Kammerdruck < Vorhofdruck
- Schneller passiver Bluteinstrom
- Innerhalb des ersten Drittels: ~80 % der Füllung
- Rückverlagerung der Ventilebene zur Herzbasis fördert das Einströmen
- Vorhofkontraktion (gegen Ende der Füllungsphase) liefert noch 10–20 % zusätzlich
Druck-Volumen-Diagramm
Achsen
- X-Achse: Kammervolumen [ml]
- Y-Achse: Kammerdruck [mmHg]
Verlauf
- A–B (Anspannung): Volumen konstant, Druck ⬆️
- B–C (Austreibung): Volumen ⬇️, Druck ⬆️
- C–D (Entspannung): Volumen konstant, Druck ⬇️
- D–A (Füllung): Volumen ⬆️, Druck leicht ⬆️
- Eingeschlossene Fläche = Druck-Volumen-Arbeit (Einheit: Joule)
Spezielle Kurven im Diagramm
- Ruhedehnungskurve
- Passive Dehnbarkeit der Kammern während der Diastole
- Verlauf: erst flach, dann steil
- Bei höherem Füllvolumen → immer größerer Druck nötig, um weiteres Volumen in die Kammer zu bekommen
- Kurve der isovolumetrischen Maxima
- Entsteht bei geschlossener Ausstrombahn → Volumen konstant
- Repräsentiert maximal mögliche Druckentwicklung bei gegebener Füllung
- Kurve der isobaren Maxima
- Schlagvolumen bei konstantem Auswurfdruck
- Zeigt, wie viel Volumen bei einem bestimmten Druck ausgeworfen werden kann
- Kurve der Unterstützungsmaxima
- Verbindung zwischen isovolumetrischem und isobarem Maximum
- Abhängig vom systolischem Blutdruck zeigt der Schnittpunkt mit dieser Kurve das Ende der Austreibungsphase an
Grafiken
Downloads
Quellen
Behrends JC, Bischofberger J, Deutzmann R, Ehmke H, Frings S. Physiologie. 4th ed. Stuttgart: Thieme; 2021. doi:10.1055/b000000462
Pape H-C, Kurtz A, Silbernagl S, eds. Physiologie. 10th ed. Stuttgart ; New York: Thieme; 2023. doi:10.1055/b000000639.
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.
Hinweis
Die auf dieser Website bereitgestellten Inhalte dienen ausschließlich allgemeinen Informationszwecken und richten sich insbesondere an Studierende und Fachpersonal im Gesundheitswesen. Sie ersetzen nicht die Beratung, Diagnose oder Behandlung durch ausgebildete und anerkannte Ärztinnen und Ärzte oder andere medizinische Fachpersonen.