Auswirkungen von Vorlast, Nachlast und Inotropie auf ventrikuläre Druck-Volumen-Schleifen

Ventrikuläre Druck-Volumen-Schleifen (PV) sind ein hervorragendes Werkzeug zur Visualisierung von Änderungen der ventrikulären Funktion als Reaktion auf Änderungen der Vorlast, Nachlast und Inotropie. Diese ventrikulären Veränderungen können komplex sein, da Preload, Afterload und Inotropy voneinander abhängige Variablen sind, was bedeutet, dass sich die anderen Variablen ändern, wenn eine Variable geändert wird., Daher ist es von erster Bedeutung, die unabhängigen Auswirkungen jeder dieser Variablen auf die ventrikuläre Funktion zu verstehen, wenn die anderen Variablen konstant gehalten werden. Der nächste Schritt besteht darin, zu sehen, wie das Ändern einer Variablen zu Änderungen der anderen Variablen führt, wie dies im Body der Fall ist, der auf einer anderen Seite beschrieben wird. Bitte beachten Sie, dass die unten abgebildeten unabhängigen Änderungen nicht veranschaulichen, was normalerweise im Körper als Reaktion auf eine Änderung der Vorspannung, Nachlast oder Inotropie passiert, sondern in sorgfältig kontrollierten experimentellen Studien beobachtet werden.,

Unabhängige Effekte der Vorspannung

Um die unabhängigen Effekte der Vorspannung zu untersuchen, nehmen Sie an, dass der aortensystolische und diastolische Druck (Nachlast) sowie die Inotropie konstant gehalten werden. Der linke Ventrikel ist mit Blut aus den Lungenvenen gefüllt. Wenn der Lungenvenenfluss erhöht wird, füllt sich der Ventrikel stärker (enddiastolisches Volumen ist erhöht; rote Schleife in Abbildung). Wenn sich der Ventrikel zusammenzieht, wird Blut schneller ausgestoßen, da der Frank-Starling-Mechanismus durch die erhöhte Vorspannung aktiviert wird., Ohne Änderung der Nachlast oder Inotropie injiziert der Ventrikel trotz der Zunahme der Vorlast Blut in das gleiche endsystolische Volumen. Der Nettoeffekt wird eine Zunahme des Hubvolumens sein, gezeigt durch eine Zunahme der Breite der PV-Schleife (100 im Vergleich zu 75 ml in Abbildung). Die Ejektionsfraktion (EF) wird leicht von 60 auf 67% ansteigen. Diese Fähigkeit, sich auf das gleiche endsystolische Volumen zu kontrahieren, ist eine Eigenschaft des Herzmuskels, die unter Verwendung isolierter Herzmuskel-und isotonischer (Verkürzungs -) Kontraktionen unter der Bedingung einer konstanten Nachbelastung nachgewiesen werden kann., Wenn die Länge der Muskelvorspannung erhöht wird, verkürzt sich der kontrahierende Muskel auf die gleiche minimale Länge wie vor der Erhöhung der Vorspannung (siehe Auswirkungen der Vorspannung auf die Verkürzung der Herzfaser). Wenn der lungenvenöse Fluss abnimmt, füllt sich der Ventrikel zu einem kleineren enddiastolischen Volumen (verminderte Vorspannung; grüne Schleife in Abbildung). Dies führt dazu, dass das Schlaganfallvolumen abnimmt (von 75 auf 50 ml in Abbildung) und von 60 auf 50% abnimmt, das endsystolische Volumen jedoch unverändert bleibt., Zusammenfassend ändern Änderungen der Vorspannung das Schlagvolumen; Das endsystolische Volumen bleibt jedoch unverändert, wenn Nachlast und Inotropie konstant gehalten werden.

Diese Diskussion hat jedoch einen Vorbehalt. Wenn das Konzept der ventrikulären Wandspannung verwendet wird, um die Nachlast anstelle des einfachen Aortendrucks zu definieren, führen Änderungen des Vorlastvolumens zu einer geringen Änderung der ventrikulären Wandspannung und damit der Nachlast. Aus diesem Grund werden kleine Veränderungen des endsystolischen Volumens beobachtet, wenn das enddiastolische Volumen verändert wird, selbst wenn Aortendruck und Inotropie kontrolliert werden., Zum Beispiel führt eine Erhöhung des enddiastolischen Volumens zu einer geringen Zunahme des endsystolischen Volumens aufgrund einer erhöhten Wandbelastung (Nachbelastung) an der Enddiastole.

Unabhängige Auswirkungen der Nachlast

Wenn die Nachlast durch Erhöhung des Aortendrucks erhöht wird, verlängert sich die isovolumetrische Kontraktionsphase, da der Ventrikel einen höheren Druck erzeugen muss, um den erhöhten aortendiastolischen Druck zu überwinden. Daher beginnt der Auswurf bei einem höheren aortendiastolischen Druck., Wenn die Vorspannung (enddiastolisches Volumen) und die Inotropie konstant gehalten werden, führt dies zu einem kleineren Schlaganfallvolumen und einer Zunahme des endsystolischen Volumens (rote Schleife in Abbildung). Das Schlagvolumen wird reduziert, da eine erhöhte Nachlast die Geschwindigkeit der Muskelfaserverkürzung und die Geschwindigkeit, mit der das Blut ausgestoßen wird, verringert (siehe Kraft-Geschwindigkeits-Verhältnis). Ein reduziertes Schlagvolumen am gleichen Ende-diastolisches Volumen führt zu einer reduzierten Ejektionsfraktion., Wenn die Nachlast durch abnehmenden Aortendruck reduziert wird, tritt das Gegenteil auf – Schlaganfallvolumen und Ejektionsfraktion nehmen zu und das endsystolische Volumen nimmt ab (grüne Schleife in Abbildung).

Unabhängige Effekte der Inotropie

Eine Erhöhung der Inotropie erhöht die Geschwindigkeit der Muskelfaserverkürzung bei jeder gegebenen Vor-und Nachlast (siehe Kraft-Geschwindigkeits-Beziehung)., Dies ermöglicht es dem Ventrikel, die Geschwindigkeit der Druckentwicklung und der Auswurfgeschwindigkeit zu erhöhen, was zu einer Zunahme des Schlagvolumens und der Auswurffraktion sowie zu einer Abnahme des endsystolischen Volumens führt (rote Schleife in Abbildung). In PV-Schleifendiagrammen erhöht eine erhöhte Inotropie die Steigung der endsystolischen Druck-Volumen-Beziehung (ESPVR; obere gestrichelte Linien in Abbildung), wodurch der Ventrikel bei einem bestimmten LV-Volumen mehr Druck erzeugen kann., Abnehmende Inotropie hat die gegenteiligen Auswirkungen; nämlich erhöhtes endsystolisches Volumen und verringertes Schlagvolumen und Ejektionsfraktion (grüne Schleife in Abbildung).

Interdependente Effekte von Vorspannung, Nachlast und Inotropie

Im intakten Herzen bleiben Vorspannung, Nachlast und Inotropie nicht konstant. Um die Sache noch komplizierter zu machen, ändert das Ändern einer dieser Variablen normalerweise die anderen beiden Variablen. Daher stellen die obigen PV-Schleifen, obwohl sie die unabhängigen Effekte dieser drei Variablen veranschaulichen, nicht dar, was passiert, wenn das Herz im Körper ist., Wenn man jedoch die unabhängigen Effekte dieser Variablen versteht, ist es relativ einfach, die Schleifen zu kombinieren, um zu veranschaulichen, was auftritt, wenn sich mehrere Variablen ändern. Um mehr über diese Interaktionen zu erfahren, KLICKEN SIE HIER.

Überarbeitet 15.12.2017