Pathogenese der Herzinsuffizienz

Dieser Artikel befasst sich mit chronischer Herzinsuffizienz. Denn streng genommen ist eine akute Herzinsuffizienz ohne vorherige chronische Herzerkrankung in der klinischen Praxis selten. Ein Beispiel für eine solche Erkrankung ist wahrscheinlich eine akute Myokarditis rheumatischer und nicht-rheumatischer Genese. Am häufigsten tritt eine akute Herzinsuffizienz als Komplikation einer chronischen Erkrankung auf, möglicherweise vor dem Hintergrund einer interkurrenten Erkrankung. Sie ist durch die schnelle Entwicklung und Schwere einzelner Symptome einer Herzinsuffizienz gekennzeichnet und weist somit auf eine Dekompensation hin.

In frühen Stadien einer Herzfunktionsstörung oder Herzinsuffizienz ist die periphere Durchblutung ausreichend, um den Bedarf des Gewebes zu decken. Dies wird durch die Aktivierung primärer Anpassungsmechanismen bereits in frühen, präklinischen Stadien der Herzinsuffizienz erleichtert, wenn noch keine offensichtlichen Beschwerden vorliegen und nur eine sorgfältige Untersuchung das Vorhandensein dieses Syndroms feststellen kann.

Anpassungsmechanismen bei Herzinsuffizienz

Eine Abnahme der myokardialen Kontraktionsfunktion löst primäre Anpassungsmechanismen aus, um ein ausreichendes Herzzeitvolumen sicherzustellen.

Das Herzzeitvolumen ist das Blutvolumen, das während einer systolischen Kontraktion von den Ventrikeln ausgestoßen wird.

Die Implementierung von Anpassungsmechanismen hat ihre eigenen klinischen Erscheinungsformen; bei genauer Betrachtung kann man einen pathologischen Zustand vermuten, der durch eine latente chronische Herzinsuffizienz verursacht wird.

Daher wird bei pathologischen Zuständen, die hämodynamisch durch eine Überlastung des Ventrikelvolumens gekennzeichnet sind, der Frank-Starling-Mechanismus aktiviert, um ein ausreichendes Herzzeitvolumen aufrechtzuerhalten: Mit zunehmender Myokarddehnung während der Diastole steigt seine Spannung während der Systole an.

Ein Anstieg des enddiastolischen Drucks im Ventrikel führt zu einer Erhöhung des Herzzeitvolumens: Bei Gesunden erleichtert er die ventrikuläre Anpassung an körperliche Aktivität und wird bei Herzinsuffizienz zu einem der wichtigsten Kompensationsfaktoren. Ein klinisches Beispiel für eine volumetrische diastolische Überlastung des linken Ventrikels ist die Aorteninsuffizienz, bei der während der Diastole die Regurgitation eines Teils des Blutes aus der Aorta in den linken Ventrikel und der Blutfluss vom linken Vorhof in den linken Ventrikel fast gleichzeitig erfolgen. Es kommt zu einer signifikanten diastolischen (Volumen-)Überlastung des linken Ventrikels, und als Reaktion darauf steigt die Spannung während der Systole an, was ein ausreichendes Herzzeitvolumen gewährleistet. Dies geht mit einer Flächenvergrößerung und einer Zunahme des apikalen Impulses einher; mit der Zeit bildet sich ein linksseitiger „Herzbuckel“.

Ein klinisches Beispiel für eine rechtsventrikuläre Volumenüberlastung ist ein großer Ventrikelseptumdefekt. Eine erhöhte rechtsventrikuläre Volumenüberlastung führt zu einem pathologischen Herzimpuls. Häufig bildet sich eine Brustdeformität in Form eines bisternalen „Herzhöckers“.

Der Frank-Starling-Mechanismus unterliegt gewissen physiologischen Grenzen. Eine Erhöhung des Herzzeitvolumens bei unverändertem Myokard tritt bei einer Myokardüberdehnung auf 146–150 % auf. Bei höherer Belastung tritt keine Erhöhung des Herzzeitvolumens auf, und es treten klinische Anzeichen einer Herzinsuffizienz auf.

Ein weiterer Mechanismus der primären Anpassung bei Herzinsuffizienz ist die Hyperaktivierung lokaler oder Gewebeneurohormone, wenn das sympathisch-nebennierenrindische System und seine Effektoren aktiviert werden: Noradrenalin, Adrenalin, das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System und seine Effektoren - Angiotensin II und Aldosteron sowie das natriuretische Faktorsystem. Dieser Mechanismus der primären Anpassung funktioniert bei pathologischen Zuständen, die von Myokardschäden begleitet werden. Klinische Zustände, bei denen der Gehalt an Katecholaminen ansteigt, sind einige Herzmyopathien: akute und chronische Myokarditis, kongestive Kardiomyopathie. Die klinische Umsetzung eines erhöhten Gehalts an Katecholaminen ist eine Zunahme der Anzahl von Herzkontraktionen, was bis zu einer bestimmten Zeit dazu beiträgt, das Herzzeitvolumen auf einem angemessenen Niveau zu halten. Tachykardie ist jedoch ein ungünstiger Betriebszustand für das Herz, da sie immer zu Myokardermüdung und Dekompensation führt. Einer der entscheidenden Faktoren in diesem Fall ist die Verringerung des koronaren Blutflusses aufgrund der Verkürzung der Diastole (der koronare Blutfluss ist in der Diastole gewährleistet). Es wird darauf hingewiesen, dass Tachykardie als Anpassungsmechanismus bei kardialer Dekompensation bereits im Stadium I der Herzinsuffizienz auftritt. Die Rhythmussteigerung geht auch mit einem erhöhten Sauerstoffverbrauch des Myokards einher.

Die Erschöpfung dieses Kompensationsmechanismus tritt mit einer Erhöhung der Herzfrequenz auf 180 pro Minute bei Kleinkindern und über 150 pro Minute bei älteren Kindern auf; das Minutenvolumen nimmt infolge einer Verringerung des Schlagvolumens des Herzens ab, was mit einer Verringerung der Füllung seiner Hohlräume aufgrund einer signifikanten Verkürzung der Diastole einhergeht. Daher wird eine erhöhte Aktivität des sympathisch-adrenalen Systems mit zunehmender Herzinsuffizienz zu einem pathologischen Faktor, der die Myokardermüdung verschlimmert. Somit ist die chronische Hyperaktivierung von Neurohormonen ein irreversibler Prozess, der zur Entwicklung klinischer Symptome einer chronischen Herzinsuffizienz in einem oder beiden Kreislaufsystemen führt.

Myokardhypertrophie als Faktor der primären Kompensation ist bei Zuständen beteiligt, die mit einer Drucküberlastung des ventrikulären Myokards einhergehen. Nach dem Laplace-Gesetz verteilt sich die Drucküberlastung gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Ventrikels, was mit einem Anstieg der intramyokardialen Spannung einhergeht und zu einem der Hauptauslöser der Myokardhypertrophie wird. In diesem Fall nimmt die Rate der Myokardrelaxation ab, während die Kontraktionsrate nicht signifikant abnimmt. Daher tritt bei Verwendung dieses Mechanismus der primären Anpassung keine Tachykardie auf. Klinische Beispiele für eine solche Situation sind Aortenstenose und arterielle Hypertonie (Hypertonie). In beiden Fällen entsteht eine konzentrische Myokardhypertrophie als Reaktion auf die Notwendigkeit, ein Hindernis zu überwinden, im ersten Fall ein mechanisches, im zweiten Fall einen hohen arteriellen Druck. Am häufigsten ist die Hypertrophie konzentrischer Natur mit einer Verringerung der Höhle des linken Ventrikels. Die Zunahme der Muskelmasse erfolgt jedoch stärker als ihre Kontraktilität zunimmt, sodass die Myokardfunktion pro Masseneinheit niedriger als normal ist. Myokardhypertrophie in einem bestimmten klinischen Stadium wird als günstiger kompensatorisch-adaptiver Mechanismus angesehen, der eine Abnahme des Herzzeitvolumens verhindert, obwohl dies zu einem erhöhten Sauerstoffbedarf des Herzens führt. Die myogene Dilatation nimmt jedoch anschließend zu, was zu einer erhöhten Herzfrequenz und der Manifestation anderer klinischer Manifestationen einer Herzinsuffizienz führt.

Der rechte Ventrikel bildet selten eine derartige Hypertrophie (z. B. bei Pulmonalarterienstenose und primärer pulmonaler Hypertonie), da die energetischen Kapazitäten des rechten Ventrikels schwächer sind. Daher nimmt in solchen Situationen die Dilatation der rechten Ventrikelhöhle zu.

Es darf nicht vergessen werden, dass mit einer Zunahme der Myokardmasse ein relatives Defizit der Koronardurchblutung auftritt, was den Zustand des geschädigten Myokards deutlich verschlechtert.

Es ist jedoch zu beachten, dass die Myokardhypertrophie in einigen klinischen Situationen als relativ günstiger Faktor angesehen wird, beispielsweise bei Myokarditis, wenn die Hypertrophie als Ergebnis des Prozesses als Schadenshypertrophie bezeichnet wird. In diesem Fall verbessert sich die Lebensprognose bei Myokarditis, da die Myokardhypertrophie es ermöglicht, das Herzzeitvolumen auf einem relativ angemessenen Niveau zu halten.

Wenn die primären Kompensationsmechanismen erschöpft sind, nimmt das Herzzeitvolumen ab und es kommt zu einer Stauung, wodurch periphere Durchblutungsstörungen zunehmen. Wenn also das Herzzeitvolumen des linken Ventrikels abnimmt, steigt der enddiastolische Druck darin an, was ein Hindernis für die vollständige Entleerung des linken Vorhofs darstellt und wiederum zu einem Anstieg des Drucks in den Lungenvenen und im Lungenkreislauf und dann retrograd in der Lungenarterie führt. Ein Druckanstieg im Lungenkreislauf führt zur Freisetzung von Flüssigkeit aus dem Blutkreislauf in den Interstitiumraum und aus dem Interstitiumraum in die Alveolarhöhle, was mit einer Abnahme der Vitalkapazität der Lunge und Hypoxie einhergeht. Darüber hinaus vermischen sich in der Alveolarhöhle der flüssige Teil des Blutes und der Luftschaum, was klinisch durch feuchtes Keuchen unterschiedlicher Größe auskultiert wird. Der Zustand wird von einem feuchten Husten begleitet, bei Erwachsenen - mit reichlich Auswurf, manchmal mit Blutstreifen ("Asthma kardiale"), und bei Kindern - nur einem feuchten Husten, Auswurf wird aufgrund eines unzureichend ausgeprägten Hustenreflexes meistens nicht freigesetzt. Die Folge einer zunehmenden Hypoxie ist ein Anstieg des Milchsäure- und Brenztraubensäuregehalts, das Säure-Basen-Gleichgewicht verschiebt sich in Richtung Azidose. Azidose trägt zur Verengung der Lungengefäße bei und führt zu einem noch stärkeren Druckanstieg im Lungenkreislauf. Ein Reflexkrampf der Lungengefäße mit Druckanstieg im linken Vorhof, als Realisierung des Kitaev-Reflexes, verschlechtert ebenfalls den Zustand des Lungenkreislaufs.

Erhöhter Druck in den Gefäßen des Lungenkreislaufs führt zu kleinen Blutungen und geht mit der Freisetzung roter Blutkörperchen per Diapedesim in das Lungengewebe einher. Dies trägt zur Ablagerung von Hämosiderin und zur Entwicklung einer braunen Lungenverhärtung bei. Langfristige venöse Stauung und Kapillarspasmen führen zur Proliferation von Bindegewebe und zur Entwicklung der sklerotischen Form der pulmonalen Hypertonie, die irreversibel ist.

Milchsäure hat eine schwache hypnotische (narkotische) Wirkung, was die erhöhte Schläfrigkeit erklärt. Eine Abnahme der Reservealkalität mit der Entwicklung einer dekompensierten Azidose und Sauerstoffmangel führt zum Auftreten eines der ersten klinischen Symptome – Dyspnoe. Dieses Symptom ist nachts am ausgeprägtesten, da zu dieser Zeit die hemmende Wirkung der Großhirnrinde auf den Vagusnerv aufgehoben wird und eine physiologische Verengung der Herzkranzgefäße auftritt, was unter pathologischen Bedingungen die Abnahme der Myokardkontraktilität weiter verschlimmert.

Erhöhter Druck in der Lungenarterie behindert die vollständige Entleerung des rechten Ventrikels während der Systole, was zu einer hämodynamischen (Volumen-)Überlastung des rechten Ventrikels und dann des rechten Vorhofs führt. Dementsprechend kommt es bei einem Druckanstieg im rechten Vorhof zu einem regrograden Druckanstieg in den Venen des systemischen Kreislaufs (v. cava superior, v. cava inferior), was zu einer Funktionsstörung und morphologischen Veränderungen der inneren Organe führt. Eine Dehnung der Mündungen der Hohlvene aufgrund einer Störung des „Pumpens“ von Blut durch das Herz aus dem Venensystem durch sympathische Innervation führt reflexartig zu Tachykardie. Die Tachykardie entwickelt sich allmählich von einer kompensatorischen Reaktion zu einer, die die Arbeit des Herzens aufgrund der Verkürzung der „Ruhezeit“ (Diastole) und des Auftretens von Myokardermüdung beeinträchtigt. Die unmittelbare Folge einer Schwächung der rechten Herzkammer ist eine vergrößerte Leber, da die Lebervenen in die untere Hohlvene nahe der rechten Herzseite münden. Die Stauung beeinträchtigt in gewissem Maße auch die Milz; bei Herzinsuffizienz kann sie bei Patienten mit einer großen und dichten Leber vergrößert sein. Auch die Nieren unterliegen Stauungsveränderungen: Die Diurese nimmt ab (die Nacht kann manchmal den Tag überwiegen), der Urin hat ein hohes spezifisches Gewicht und kann etwas Eiweiß und Erythrozyten enthalten.

Aufgrund der Tatsache, dass der Gehalt an reduziertem Hämoglobin (grau-rote Farbe) vor dem Hintergrund einer Hypoxie zunimmt, wird die Haut bläulich (zyanotisch). Eine starke Zyanose bei Erkrankungen des Lungenkreislaufs führt manchmal zu einer fast schwarzen Farbe der Patienten, beispielsweise bei schweren Formen der Fallot-Tetrade.

Neben der arteriellen Zyanose, die auf einer Abnahme des Oxyhämoglobingehalts im arteriellen Blut beruht, gibt es eine zentrale oder periphere Zyanose (Nasenspitze, Ohren, Lippen, Wangen, Finger und Zehen): Sie wird durch eine Verlangsamung des Blutflusses und eine Erschöpfung des venösen Blutes von Oxyhämoglobin aufgrund einer erhöhten Sauerstoffnutzung durch die Gewebe verursacht.

Eine Stauung in der Pfortader führt zu einer Stauung im Gefäßsystem von Magen und Darm, was zu verschiedenen Verdauungsstörungen führt - Durchfall, Verstopfung, Schweregefühl im Oberbauch, manchmal - zu Übelkeit und Erbrechen. Die letzten beiden Symptome sind oft die ersten manifesten Anzeichen einer Herzinsuffizienz bei Kindern.

Ödeme und Wassersucht der Hohlräume als Manifestation einer Rechtsherzinsuffizienz treten später auf. Die Ursachen des ödematösen Syndroms sind die folgenden Veränderungen.

• Verminderter Nierenblutfluss.
• Umverteilung des intrarenalen Blutflusses.
• Erhöhter Tonus der kapazitiven Gefäße.
• Erhöhte Reninsekretion durch direkte stimulierende Wirkung auf Rezeptoren der Nierentubuli usw.

Eine erhöhte Durchlässigkeit der Gefäßwand infolge einer Hypoxie trägt ebenfalls zur Entwicklung peripherer Ödeme bei. Eine Abnahme des Herzzeitvolumens, die mit der Erschöpfung primärer Kompensationsmechanismen einhergeht, trägt zur Einbeziehung sekundärer Kompensationsmechanismen bei, die darauf abzielen, einen normalen arteriellen Druck und eine ausreichende Blutversorgung lebenswichtiger Organe sicherzustellen.

Zu den sekundären Kompensationsmechanismen gehören außerdem ein erhöhter Vasomotorentonus und ein erhöhtes zirkulierendes Blutvolumen. Das erhöhte zirkulierende Blutvolumen ist das Ergebnis der Entleerung von Blutdepots und eine direkte Folge einer gesteigerten Hämatopoese. Beides sind als kompensatorische Reaktionen auf eine unzureichende Sauerstoffversorgung des Gewebes zu betrachten, die sich in einer vermehrten Versorgung des Blutes mit neuen Sauerstoffträgern äußert.

Eine Zunahme der Blutmasse kann nur anfangs eine positive Rolle spielen, später wird sie zu einer zusätzlichen Belastung für den Blutkreislauf. Wenn das Herz schwächer wird, wird die Zirkulation der erhöhten Blutmasse noch langsamer. Eine Zunahme des totalen peripheren Widerstands äußert sich klinisch in einer Zunahme des diastolischen arteriellen Drucks, die zusammen mit einer Abnahme des systolischen arteriellen Drucks (aufgrund einer Abnahme des Herzzeitvolumens) zu einer deutlichen Abnahme des Pulsdrucks führt. Niedrige Pulsdruckwerte sind immer ein Hinweis auf eine Einschränkung der Reichweite adaptiver Mechanismen, wenn externe und interne Ursachen schwere Veränderungen der Hämodynamik verursachen können. Mögliche Folgen dieser Veränderungen sind Störungen der Gefäßwand, die zu Veränderungen der rheologischen Eigenschaften des Blutes und letztendlich zu einer der schwerwiegenden Komplikationen führen, die durch eine erhöhte Aktivität des Hämostasesystems verursacht werden – dem thromboembolischen Syndrom.

Veränderungen im Wasser-Elektrolyt-Stoffwechsel bei Herzinsuffizienz treten aufgrund von Störungen der Nierenhämodynamik auf. Infolge einer Abnahme des Herzzeitvolumens nimmt der Nierenblutfluss ab und die glomeruläre Filtration nimmt ab. Vor dem Hintergrund der chronischen Aktivierung von Neurohormonen verengen sich die Nierengefäße.

Wenn das Herzzeitvolumen abnimmt, wird der Blutfluss in den Organen umverteilt: Der Blutfluss in lebenswichtigen Organen (Gehirn, Herz) nimmt zu und nimmt nicht nur in den Nieren, sondern auch in der Haut ab.

Die Folge der vorgestellten komplexen Erkrankungen ist unter anderem eine erhöhte Aldosteronausscheidung. Eine erhöhte Aldosteronausscheidung führt wiederum zu einer erhöhten Natriumresorption in den distalen Tubuli, was ebenfalls den Schweregrad des Ödemsyndroms verschlimmert.

In den späten Stadien der Herzinsuffizienz ist eine der Ursachen für die Ödementwicklung eine Leberfunktionsstörung, wenn die Albuminsynthese abnimmt, was mit einer Abnahme der kolloid-onkotischen Eigenschaften des Plasmas einhergeht. Es gibt noch viele Zwischen- und Zusatzverbindungen der primären und sekundären Anpassung bei Herzinsuffizienz. So führt eine Zunahme des zirkulierenden Blutvolumens und eine Zunahme des Venendrucks aufgrund von Flüssigkeitsretention zu einer Zunahme des Drucks in den Ventrikeln und einer Zunahme des Herzzeitvolumens (Frank-Starling-Mechanismus). Bei Hypervolämie ist dieser Mechanismus jedoch unwirksam und führt zu einer Zunahme der Herzüberlastung – einer Zunahme der Herzinsuffizienz – und bei Natrium- und Wasserretention im Körper zur Bildung von Ödemen.

Alle beschriebenen Anpassungsmechanismen zielen also darauf ab, ein ausreichendes Herzzeitvolumen aufrechtzuerhalten, doch bei einem ausgeprägten Grad an Dekompensation lösen „gute Absichten“ einen „Teufelskreis“ aus, der die klinische Situation weiter verschlimmert und verschlechtert.

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