Die Pathophysiologie der Herzinsuffizienz beinhaltet Veränderungen in den Bereichen:

Die kardiale Dysfunktion führt zu Veränderungen der Gefäßfunktion, des Blutvolumens und des neurohumoralen Status. Diese Veränderungen dienen als Kompensationsmechanismen zur Aufrechterhaltung der Herzleistung (in erster Linie durch den Frank-Starling-Mechanismus) und des arteriellen Blutdrucks (durch systemische Vasokonstriktion). Allerdings können diese kompensatorischen Veränderungen über Monate und Jahre hinweg die Herzfunktion verschlechtern. Daher beinhalten einige der wirksamsten Behandlungen der chronischen Herzinsuffizienz die Modulation nicht-kardialer Faktoren wie des arteriellen und venösen Drucks durch die Verabreichung von gefäßerweiternden und harntreibenden Medikamenten.

Herzfunktion

Gesamt, führen die mit der Herzinsuffizienz verbundenen Veränderungen der Herzfunktion zu einer Abnahme des Herzzeitvolumens. Dieser resultiert aus einer Abnahme des Schlagvolumens, die auf eine systolische Dysfunktion, eine diastolische Dysfunktion oder eine Kombination aus beiden zurückzuführen ist. Kurz gesagt, die systolische Dysfunktion ist das Ergebnis eines Verlustes der intrinsischen Inotropie (Kontraktilität), der durch Veränderungen der für die Regulierung der Inotropie verantwortlichen Signaltransduktionsmechanismen verursacht werden kann. Eine systolische Dysfunktion kann auch durch den Verlust eines lebensfähigen, kontraktilen Muskels entstehen, wie es nach einem akuten Herzinfarkt der Fall ist. Die diastolische Dysfunktion bezieht sich auf die diastolischen Eigenschaften des Ventrikels und tritt auf, wenn der Ventrikel weniger nachgiebig (d. h. „steifer“) wird, was die Ventrikelfüllung beeinträchtigt. Die verminderte Füllung des Ventrikels führt zu einem geringeren Auswurf von Blut. Sowohl die systolische als auch die diastolische Dysfunktion führen zu einem höheren ventrikulären enddiastolischen Druck, der als Kompensationsmechanismus dient, indem der Frank-Starling-Mechanismus zur Vergrößerung des Schlagvolumens genutzt wird. Bei einigen Formen der Herzinsuffizienz (z. B. bei der dilatativen Kardiomyopathie) erweitert sich der Ventrikel anatomisch, was zur Normalisierung der Vorlastdrücke beiträgt, indem die Zunahme des gefüllten Volumens ausgeglichen wird.

Therapeutische Maßnahmen zur Verbesserung der Herzfunktion bei Herzinsuffizienz umfassen den Einsatz von kardiostimulierenden Medikamenten (z. B., Beta-Agonisten und Digitalis), die die Herzfrequenz und Kontraktilität stimulieren, sowie gefäßerweiternde Medikamente, die die ventrikuläre Nachlast verringern und dadurch das Schlagvolumen erhöhen.

Neurohumoraler Status

Neurohumorale Reaktionen treten bei Herzversagen auf. Dazu gehören die Aktivierung der sympathischen Nerven und des Renin-Angiotensin-Systems sowie die vermehrte Freisetzung von antidiuretischem Hormon (Vasopressin) und atrialem natriuretischem Peptid. Der Nettoeffekt dieser neurohumoralen Reaktionen besteht in einer arteriellen Vasokonstriktion (zur Aufrechterhaltung des arteriellen Drucks), einer venösen Konstriktion (zur Erhöhung des venösen Drucks) und einer Erhöhung des Blutvolumens zur Steigerung der Ventrikelfüllung. Im Allgemeinen können diese neurohumoralen Reaktionen als kompensatorische Mechanismen betrachtet werden, sie können aber auch eine Herzinsuffizienz verschlimmern, indem sie die ventrikuläre Nachlast (die das Schlagvolumen verringert) und die Vorlast so weit erhöhen, dass es zu einer pulmonalen oder systemischen Stauung und einem Ödem kommt. Daher ist es wichtig, die Pathophysiologie der Herzinsuffizienz zu verstehen, da sie als Grundlage für therapeutische Maßnahmen dient.

Es gibt auch Hinweise darauf, dass andere Faktoren wie Stickstoffmonoxid und Endothelin (die beide bei Herzinsuffizienz erhöht sind) bei der Pathogenese der Herzinsuffizienz eine Rolle spielen können.

Bei einigen medikamentösen Behandlungen der Herzinsuffizienz werden die neurohumoralen Veränderungen abgeschwächt. So haben beispielsweise bestimmte Betablocker nachweislich einen signifikanten Langzeitnutzen, was höchstwahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass sie die Auswirkungen einer übermäßigen Sympathikusaktivierung auf das Herz blockieren. Angiotensin-Converting-Enzym-Hemmer, Angiotensin-Rezeptor-Blocker und Aldosteron-Rezeptor-Antagonisten werden üblicherweise zur Behandlung von Herzinsuffizienz eingesetzt, indem sie die Wirkung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems hemmen.

Systemische Gefäßfunktion

Um die verringerte Herzleistung bei Herzinsuffizienz zu kompensieren, versuchen körpereigene Rückkopplungsmechanismen, den normalen arteriellen Druck aufrechtzuerhalten, indem sie die arteriellen Widerstandsgefäße durch Aktivierung des sympathischen adrenergen Nervensystems verengen und so den systemischen Gefäßwiderstand erhöhen. Auch die Venen werden verengt, um den venösen Druck zu erhöhen. Arterielle Barorezeptoren sind wichtige Komponenten dieses Rückkopplungssystems, insbesondere bei akuter Herzinsuffizienz. Eine humorale Aktivierung, insbesondere des Renin-Angiotensin-Systems und des antidiuretischen Hormons (Vasopressin), trägt ebenfalls zur systemischen Vasokonstriktion bei.

Eine erhöhte Sympathikusaktivität, ein erhöhtes zirkulierendes Angiotensin II und ein erhöhtes Vasopressin tragen zu einem Anstieg des systemischen Gefäßwiderstands bei. Medikamente, die einige dieser Mechanismen blockieren, wie Angiotensin-Converting-Enzym-Hemmer und Angiotensin-Rezeptor-Blocker, verbessern das ventrikuläre Schlagvolumen, indem sie die Nachlast auf den Ventrikel verringern. Vasodilatatoren wie Hydralazin und Natriumnitroprussid werden ebenfalls eingesetzt, um die Nachlast auf den Ventrikel zu verringern und dadurch das Herzzeitvolumen zu erhöhen.

Blutvolumen

Bei Herzinsuffizienz kommt es zu einem kompensatorischen Anstieg des Blutvolumens, der dazu dient, die ventrikuläre Vorlast zu erhöhen und dadurch das Schlagvolumen durch den Frank-Starling-Mechanismus zu vergrößern. Das Blutvolumen wird durch eine Reihe von Faktoren vergrößert. Eine verminderte Nierendurchblutung führt zu einer verminderten Urinausscheidung und Flüssigkeitsretention. Darüber hinaus stimuliert eine Kombination aus verminderter Nierendurchblutung und sympathischer Aktivierung der Nieren die Freisetzung von Renin, wodurch das Renin-Angiotensin-System aktiviert wird. Dies wiederum verstärkt die Aldosteronausschüttung. Es kommt auch zu einem Anstieg des zirkulierenden Arginin-Vasopressins (antidiuretisches Hormon), das zur renalen Wasserretention beiträgt. Das Endergebnis der humoralen Aktivierung ist eine Zunahme der renalen Rückresorption von Natrium und Wasser. Der daraus resultierende Anstieg des Blutvolumens trägt zur Aufrechterhaltung des Herzzeitvolumens bei, kann jedoch auch schädlich sein, da er den Venendruck erhöht, was zu Lungen- und Systemödemen führen kann. Wenn ein Ödem in der Lunge auftritt, kann dies zu Belastungsdyspnoe (Kurzatmigkeit bei Anstrengung) führen. Daher werden die meisten Patienten mit Herzinsuffizienz mit harntreibenden Medikamenten behandelt, um das Blutvolumen und den Venendruck zu verringern, um Ödeme zu reduzieren.

Integration kardialer und vaskulärer Veränderungen

Wie oben beschrieben, führen sowohl die systolische als auch die diastolische Herzinsuffizienz zu Veränderungen des systemischen Gefäßwiderstands, des Blutvolumens und des Venendrucks. Diese Veränderungen können anhand der rechts dargestellten Herz- und Gefäßfunktionskurven grafisch untersucht werden. Die Abnahme der Herzleistung bewirkt eine Abwärtsverschiebung der Steigung der Herzfunktionskurve. Dies allein würde zu einem Anstieg des rechtsatrialen oder zentralvenösen Drucks (Punkt B) sowie zu einer starken Abnahme des Herzzeitvolumens führen. Die Zunahme des Blutvolumens und die Venenkonstriktion (verminderte venöse Compliance) bewirken eine parallele Verschiebung der systemischen Gefäßfunktionskurve nach rechts (Punkt C). Da der systemische Gefäßwiderstand ebenfalls zunimmt, verschiebt sich die Steigung der Gefäßfunktionskurve nach unten (Punkt D). Diese Veränderungen der Gefäßfunktion führen in Verbindung mit der Abwärtsverschiebung der Herzfunktionskurve zu einem starken Anstieg des rechtsatrialen oder zentralvenösen Drucks (Punkt D), der dazu beiträgt, den starken Rückgang des Herzzeitvolumens teilweise auszugleichen, der ohne die systemischen Gefäßreaktionen auftreten würde (Punkt B). Die systemischen Reaktionen (Gefäßverengung und Erhöhung des Blutvolumens) tragen also dazu bei, den Verlust der Herzleistung zu kompensieren; diese kompensatorischen Reaktionen verursachen jedoch einen starken Anstieg des Venendrucks, der zu Ödemen führen kann. Darüber hinaus erhöht der Anstieg des systemischen Gefäßwiderstands die Nachlast des linken Ventrikels, was dessen Leistung weiter verringern kann.

Änderung vom 30.06.2015