Windkesselfunktion

Synonym:
Windkesseleffekt
Englisch:
chamber function
Synonym:
Windkesseleffekt
Englisch:
pressure reservoir function
Funktion:
Aufrechterhaltung gleichmäßiger Blutfluss

Die Windkesselfunktion der Aorta ist ein essenzielles physiologisches Konzept, das die Pufferfunktion der Aorta bei der Blutdruckregulation beschreibt. Dieses Prinzip hilft, den Blutfluss während des Herzzyklus gleichmäßig zu halten und spielt eine entscheidende Rolle in der kardiovaskulären Dynamik.

Definition

Die Windkesselfunktion der Aorta bezeichnet die Fähigkeit der elastischen Aortenwand, während der Systole (Herzauswurfphase) Blut aufzunehmen und während der Diastole (Herzfüllphase) kontinuierlich in den Kreislauf abzugeben. Diese Funktion verdankt die Aorta ihrer elastischen Beschaffenheit, die es ermöglicht, Druckschwankungen abzumildern und einen gleichmäßigen Blutfluss zu gewährleisten.

Windkesselfunktion
Abb. 1.1: Darstellung des Ablaufes der Windkesselfunktion

Physiologischer Mechanismus

Systole

  • Während der Systole kontrahiert das linke Ventrikel und pumpt Blut mit hohem Druck in die Aorta.
  • Die elastischen Fasern der Aortenwand dehnen sich aus, um das einströmende Blut aufzunehmen und einen plötzlichen Anstieg des Blutdrucks zu puffern.

Diastole

  • Während der Diastole entspannt sich das linke Ventrikel, und die Aortenklappe schließt sich.
  • Die gespeicherte elastische Energie in der Aortenwand wird freigesetzt, wodurch die Aorta Blut kontinuierlich in die peripheren Gefäße abgibt.
  • Dies führt zu einer Glättung der Blutflusskurve und verhindert abrupte Druckabfälle im arteriellen System.

Aufgaben

  • Entlastung des Herzs
  • Umwandlung des diskontinuierlichen (ungleichmäßigen) Blutstroms am Herz in einen kontinuierlichen (gleichmäßigen) in den Blutgefäßen

Bedeutung der Windkesselfunktion

  • Blutdruckregulation:
    • Durch die Windkesselfunktion wird der systolische Druckanstieg abgepuffert und der diastolische Druckabfall vermindert, was zur Aufrechterhaltung eines stabilen mittleren arteriellen Drucks beiträgt.
  • Kontinuierlicher Blutfluss:
    • Die Windkesselfunktion sorgt für einen gleichmäßigen Blutfluss durch die Arterien, was für die optimale Versorgung der Organe und Gewebe mit Sauerstoff und Nährstoffen entscheidend ist.
  • Herzentlastung:
    • Eine effektive Windkesselfunktion reduziert die Nachlast (Afterload) des Herzens, was die Arbeit des linken Ventrikels erleichtert und die Herzfunktion unterstützt.

Klinische Relevanz

Alterungsprozess

  • Mit zunehmendem Alter nimmt die Elastizität der Aorta ab (Arteriosklerose), wodurch die Windkesselfunktion eingeschränkt wird.
  • Dies führt zu einem erhöhten systolischen Blutdruck und einer verstärkten Pulswelle, was das Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen erhöht.

Bluthochdruck

  • Eine verminderte Windkesselfunktion kann zu systolischer Hypertonie beitragen.
  • Diagnostische Maßnahmen wie die Messung der Pulswellengeschwindigkeit können Hinweise auf die Elastizität der Aorta geben.

Herzerkrankungen

  • Bei Patienten mit Herzinsuffizienz oder Aortenklappenerkrankungen ist die Windkesselfunktion besonders relevant.
  • Therapien zur Verbesserung der Gefäßelastizität, wie antihypertensive Medikamente, können die Windkesselfunktion unterstützen.

Zusammenfassung

Die Windkesselfunktion der Aorta beschreibt die Fähigkeit der Aorta, den pulsierenden Blutfluss, der durch die rhythmischen Kontraktionen des Herzens erzeugt wird, in einen gleichmäßigen Blutstrom umzuwandeln. Dies geschieht durch die elastischen Eigenschaften der Aortenwand, die sich während der Systole (Herzkontraktion) ausdehnt und während der Diastole (Herzentspannung) wieder zusammenzieht. Dadurch wird der Blutdruck während der Diastole aufrechterhalten und die kontinuierliche Versorgung der Organe mit Blut sichergestellt. Diese Funktion ist essenziell für die Stabilisierung des Blutflusses und die Reduktion der Belastung für kleinere Blutgefäße.

Quellen

  • Straubinger, C. K. U., Klausenstr., & Burghausen, 84489. (o. J.). Windkesselfunktion. Medizin-kompakt.de. Abgerufen 27. September 2023, von https://www.medizin-kompakt.de/windkesselfunktion
  • Faller, A., & Schünke, M. (2016). Der Körper des Menschen: Einführung in Bau und Funktion (A. Faller & M. Schünke, Hrsg.; 17. Aufl.). Thieme.
  • O’Rourke, M. F., & Hashimoto, J. (2007). Mechanical factors in arterial aging: A clinical perspective. Journal of the American College of Cardiology, 50(1), 1-13. doi:10.1016/j.jacc.2006.12.050
  • Safar, M. E., & London, G. M. (2000). Arterial and venous compliance in sustained essential hypertension. Hypertension, 36(5), 760-764. doi:10.1161/01.HYP.36.5.760
  • Deutsche Gesellschaft für Kardiologie – Herz- und Kreislaufforschung e.V. (DGK). (2023). Aortenerkrankungen.Abgerufen 11. Juli 2024, von Dgk.org website: https://www.dgk.org
  • Herzstiftung. (2023). Bluthochdruck und Arteriensteifigkeit.Deutsche Herzstiftung e.V. (o. J.). Abgerufen 11. Juli 2024, von Deutsche Herzstiftung e.V website: https://www.herzstiftung.de