Kardiale Physiologie bei körperlicher Belastung und in der Schwangerschaft

Zusammenfassung

Schwangerschaft und körperliche Belastung steigern den Bedarf an Herzzeitvolumen; bei eingeschränkter kardiozirkulatorischer Reserve kann dies zu erhöhten Füllungsdrücken, pulmonaler Hypertonie, Arrhythmien oder Herzinsuffizienz führen. Eine unzureichende Reserve ist bei belastungsabhängiger Dyspnoe, Thoraxschmerz, Synkope oder Arrhythmie sowie bei Hypoxämie, ventrikulärer Dysfunktion oder Herzinsuffizienzsymptomen in der Schwangerschaft zu vermuten. Die Beurteilung stützt sich auf Symptome, Blutdruck, EKG und Echokardiographie, ergänzt durch Ergometrie, 6-Minuten-Gehtest oder Spiroergometrie und bei Bedarf durch Stressechokardiographie oder invasive hämodynamische Untersuchung. Bei guter Hämodynamik wird regelmäßige körperliche Aktivität empfohlen, während bei eingeschränkter Reserve oder hohem Risiko dynamische Aktivität geringer Intensität und der Verzicht auf extreme oder isometrische Belastung angeraten werden. Schwangere mit ausgeprägter Herzerkrankung sollen von einem interdisziplinären Pregnancy Heart Team beurteilt und betreut werden; bei pulmonal-arterieller Hypertonie wird aufgrund des hohen Risikos, insbesondere nach der Entbindung, von einer Schwangerschaft abgeraten.

Der Kreislauf in Zuständen mit hohem Herzzeitvolumen

Zustände mit hohem Herzzeitvolumen sind dadurch gekennzeichnet, dass das Herzzeitvolumen erhöht ist, um einen gesteigerten Bedarf an Sauerstofftransport zu decken. Die Schwangerschaft ist ein physiologisches Beispiel dafür. Auch körperliche Belastung erfordert eine Anpassung des Kreislaufs, die funktionelle Toleranz wird jedoch von der zugrunde liegenden Hämodynamik des Patienten bestimmt. Bei Herzerkrankungen kann ein gesteigerter Flussbedarf daher eine eingeschränkte kardiozirkulatorische Reserve demaskieren.

Hämodynamische Umstellung in der Schwangerschaft

Während der Schwangerschaft steigt das Herzzeitvolumen um etwa 40 %. Gleichzeitig nimmt die Herzfrequenz um etwa 20 % zu, während der systolische Blutdruck um etwa 5 % und der diastolische Blutdruck um etwa 15 % abfällt. Die Kombination aus erhöhtem Herzzeitvolumen und niedrigerem Blutdruck spiegelt eine ausgeprägte Kreislaufumstellung wider.

Das Blutvolumen nimmt um etwa 35 % und das Plasmavolumen um etwa 55 % zu. Der relativ stärkere Anstieg des Plasmavolumens trägt dazu bei, dass das Hb um etwa 20 % abfällt. Ein niedrigeres Hb in der Schwangerschaft muss daher im Zusammenhang mit der gleichzeitigen Plasmavolumenzunahme bewertet werden und nicht als isolierter Ausdruck eines Kreislaufversagens.

Das Blutvolumen normalisiert sich in der Regel innerhalb von 1 bis 2 Wochen nach der Entbindung. Die frühe postpartale Phase ist daher als weiterhin hämodynamisch aktive Phase zu betrachten und nicht als sofortige Rückkehr zur Physiologie außerhalb der Schwangerschaft.

Sauerstofftransport und kardiozirkulatorische Reserve

Ein adäquates Sauerstoffangebot hängt nicht allein von der arteriellen Sauerstoffsättigung ab. Auch Herzzeitvolumen und Hb sind von zentraler Bedeutung. Ein Patient kann trotz niedrigerer arterieller Sauerstoffsättigung einen ausreichenden Sauerstofftransport aufrechterhalten, wenn Hb und Herzzeitvolumen ausreichend sind. Umgekehrt können ein vermindertes Herzzeitvolumen oder ein niedriges Hb zu einem unzureichenden Sauerstoffangebot führen, selbst wenn der Blutdruck akzeptabel erscheint.

Beim erweiterten hämodynamischen Monitoring sollte die Beurteilung daher auf einer Gesamtschau von klinischer peripherer Perfusion, Blutdruck, zentralvenöser Sauerstoffsättigung und Echokardiographie beruhen. Eine zentralvenöse Sauerstoffsättigung über 60 % wird im intensivmedizinischen Kontext als Zielwert angegeben, der Wert muss jedoch stets in Abhängigkeit vom Entnahmeort und von der klinischen Situation interpretiert werden. Ein einzelner Messwert ersetzt nicht die Beurteilung von Herzzeitvolumen und Organperfusion.

Wenn die physiologische Anpassung nicht ausreicht

Die erwartete Schwangerschaftsadaptation ist ein High-Flow-Zustand. Eine abweichende maternale Hämodynamik kann daher klinisch bedeutsam sein. Bei früher fetaler Wachstumsrestriktion mit Manifestation vor 32 Schwangerschaftswochen finden sich ein relativ niedriges maternales Herzzeitvolumen und ein hoher peripherer Gefäßwiderstand. Dieser Zustand ist häufig mit Hypertonie oder Präeklampsie und einem beeinträchtigten fetalen Blutfluss verbunden. Bei später Wachstumsrestriktion, ab 32 Schwangerschaftswochen, sind die maternalen kardiovaskulären Veränderungen weniger ausgeprägt.

Das Schwangerschaftsrisiko steigt bei Hypoxämie, pulmonal-arterieller Hypertonie, ventrikulärer Dysfunktion, Herzinsuffizienzsymptomen und Arrhythmien. Diese Zustände begrenzen die Fähigkeit, den gesteigerten Flussbedarf der Schwangerschaft zu decken, und begründen eine fachärztliche Beurteilung.

Körperliche Aktivität bei eingeschränkter Hämodynamik

Patienten mit guter Hämodynamik sollten zu regelmäßiger körperlicher Aktivität ermutigt werden, extreme isometrische Belastung sollte jedoch vermieden werden. Bei weniger günstiger Hämodynamik ist die funktionelle Kapazität stärker eingeschränkt. Extreme Anstrengung sollte dann vermieden werden, während regelmäßige Aktivität geringer Intensität, beispielsweise Spazierengehen, Schwimmen oder Radfahren, gefördert werden kann. Die Belastung muss anhand von Symptomen und Kreislauffunktion individuell angepasst werden.

Hämodynamische Anpassung bei körperlicher Belastung

Körperliche Belastung stellt erhöhte Anforderungen an die Fähigkeit des Herzens, einen adäquaten Blutfluss aufrechtzuerhalten. Die klinische Bedeutung wird nicht allein durch Ruhemessungen bestimmt, sondern dadurch, wie sich Füllungsdrücke, pulmonalarterieller Druck, Klappenfunktion und Ventrikelfunktion unter Belastung verändern. Patienten mit scheinbar akzeptabler Hämodynamik in Ruhe können daher symptomatische Auffälligkeiten erst unter Belastung entwickeln.

Dynamische und isometrische Belastung

Bei der Beurteilung geeigneter körperlicher Aktivität ist zwischen dynamischer und isometrischer Belastung zu unterscheiden. Dynamische Aktivität umfasst beispielsweise Gehen, Schwimmen und Radfahren. Isometrisches Training ist mit einer ausgeprägteren statischen Muskelbelastung verbunden. Die Datenlage rechtfertigt besondere Vorsicht bei extremer isometrischer Anstrengung bei Patienten mit kardiovaskulärer Erkrankung.

Die funktionelle Einschränkung wird in der Regel deutlicher, je ungünstiger die Hämodynamik ist. Trainingsempfehlungen sollten daher auf Symptomen, dem zugrunde liegenden Herzfehler, der Ventrikelfunktion, dem Arrhythmierisiko und einer etwaigen Aortenerkrankung beruhen und nicht allein auf der Diagnosebezeichnung.

Belastung kann pathologische Füllungsdrücke demaskieren

Die Belastungshämodynamik ist besonders nützlich bei Verdacht auf Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion. Bei diesen Patienten kann körperliche Belastung zu einem Anstieg des linksventrikulären enddiastolischen Drucks, des pulmonalkapillären Verschlussdrucks und des pulmonalarteriellen Drucks führen. Dies kann eine Belastungsdyspnoe erklären, obwohl die Untersuchung in Ruhe keinen eindeutigen Befund ergibt.

Ruhebefunde müssen mit Vorsicht interpretiert werden. Ein Verhältnis von früher transmitraler Flussgeschwindigkeit zu früher diastolischer Mitralanulusgeschwindigkeit, E/e’, über 9 spricht für eine diastolische Dysfunktion oder erhöhte Füllungsdrücke, weist aber eine begrenzte Spezifität auf. Ein höherer Grenzwert von 13 hat eine höhere Spezifität, jedoch eine geringere Sensitivität. Ein systolischer pulmonalarterieller Druck über 35 mmHg oder eine Trikuspidalinsuffizienz-Geschwindigkeit über 2,8 m/s in Ruhe kann die Diagnose ebenfalls stützen, normale Ruhewerte schließen eine belastungsinduzierte Auffälligkeit jedoch nicht aus.

Wahl der Belastungsuntersuchung

Eine invasive hämodynamische Untersuchung unter körperlicher Belastung kann eingesetzt werden, wenn eine frühe Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion vermutet wird und die nichtinvasiven Befunde unzureichend sind. Die korrekte Erfassung und Interpretation der Druckdaten ist entscheidend, da fehlerhaft registrierte Werte zu falscher Diagnose und Therapie führen können.

Die Stressechokardiographie mit Fahrradergometrie im Liegen kann eingesetzt werden, um:

• eine belastungsinduzierte Ausflusstraktobstruktion bei hypertropher Kardiomyopathie nachzuweisen
• eine belastungsinduzierte Mitralinsuffizienz oder diastolische Dysfunktion bei ungeklärter Belastungsdyspnoe zu identifizieren
• die funktionelle Bedeutung einer Mitralstenose unter Belastung zu beurteilen

Die Belastung ist an die hämodynamische Reserve des Patienten anzupassen und symptomlimitiert abzubrechen, sobald eine klinisch relevante Limitierung auftritt.

Herzfrequenz, Schlagvolumen und Frank-Starling-Mechanismus

Die zwei Komponenten des Herzzeitvolumens

Das Herzzeitvolumen wird durch Herzfrequenz und Schlagvolumen bestimmt:

Herzzeitvolumen = Herzfrequenz × Schlagvolumen

Umgekehrt lässt sich das Schlagvolumen berechnen, indem das Herzzeitvolumen, ausgedrückt in ml/Minute, durch die Herzfrequenz dividiert wird. Beim Erwachsenen in Ruhe wird das Herzzeitvolumen normalerweise mit 5–8 l/Minute und das Schlagvolumen mit 60–100 ml/Schlag angegeben. Der Herzindex, bei dem das Herzzeitvolumen auf die Körperoberfläche bezogen wird, beträgt normalerweise 2,5–4,0 l/Minute/m². Die Indexierung ist besonders hilfreich, wenn Patienten unterschiedlicher Körpergröße verglichen werden.

Eine Steigerung des Herzzeitvolumens kann somit durch eine höhere Herzfrequenz, ein größeres Schlagvolumen oder eine Kombination aus beidem erreicht werden. Wie stark die jeweilige Komponente beitragen kann, hängt von der Füllung des Herzens, der kontraktilen Funktion, der Klappenfunktion und dem Widerstand ab, gegen den die Ventrikel arbeiten.

Bedeutung der Herzfrequenz

Während körperlicher Belastung wird die Herzfrequenz fortlaufend zusammen mit Belastungsstufe, Symptomen, Blutdruck und EKG beurteilt. Ein normales Frequenzverhalten muss in Relation zur erreichten Belastung bewertet werden. In einem lokalen Beispiel einer normalen Ergometrie wurde eine maximale Herzfrequenz von 162 Schlägen/Minute erreicht, entsprechend 95 Prozent der berechneten maximalen Herzfrequenz, bei 95 Prozent der erwarteten körperlichen Leistungsfähigkeit. Ein isolierter Frequenzwert ist daher weniger aussagekräftig als das Verhältnis zwischen Herzfrequenz, Belastung und Symptomen.

Ist die Fähigkeit zur Steigerung des Schlagvolumens eingeschränkt, wird das Herzzeitvolumen stärker frequenzabhängig. Dies zeigt sich deutlich nach Herztransplantation. Das transplantierte Herz ist denerviert und hat nur begrenzte Möglichkeiten, das Schlagvolumen zu regulieren. Früh postoperativ wird daher eine Herzfrequenz von 100–120 Schlägen/Minute angestrebt, häufig mittels Isoprenalin oder Schrittmacher, um ein adäquates Herzzeitvolumen aufrechtzuerhalten.

Die Herzfrequenz beeinflusst auch die für die diastolische Füllung und die Klappenregurgitation verfügbare Zeit. Bei Aorteninsuffizienz kann eine höhere Frequenz die diastolische Regurgitationszeit verkürzen und den Vorwärtsfluss verbessern. Bradykardie wird daher in diesem spezifischen hämodynamischen Kontext vermieden.

Schlagvolumen und Frank-Starling-Mechanismus

Der Frank-Starling-Mechanismus beschreibt den Zusammenhang zwischen ventrikulärer Füllung und nachfolgendem Schlagvolumen. Nimmt die diastolische Füllung zu, kann das Herz innerhalb seines funktionellen Arbeitsbereichs das vorwärtsgerichtete Schlagvolumen steigern. Der Mechanismus setzt voraus, dass der Ventrikel die vermehrte Füllung aufnehmen und in eine effektive Kontraktion umsetzen kann.

Die Bedeutung der Füllung muss zugleich im Zusammenhang mit den Füllungsdrücken beurteilt werden. Der rechtsatriale Mitteldruck, entsprechend dem zentralen Venendruck, liegt normalerweise bei etwa 5 mmHg, während der pulmonalkapilläre Verschlussdruck normalerweise 5–12 mmHg beträgt. Ein kleines Schlagvolumen bedeutet also nicht zwangsläufig eine unzureichende Füllung. Es kann auch bei hohen Füllungsdrücken auftreten, wenn der Ventrikel steif, dilatiert oder in seiner Funktion eingeschränkt ist. Bei niedrigem Schlagvolumen müssen daher Herzfrequenz, Füllungsdruck und Ventrikelfunktion gemeinsam bewertet werden.

Anpassung in der Schwangerschaft

In der Schwangerschaft nehmen das Blutvolumen um etwa 35 Prozent, das Plasmavolumen um etwa 55 Prozent, die Herzfrequenz um etwa 20 Prozent und das Herzzeitvolumen um etwa 40 Prozent zu. Das größere zirkulierende Volumen schafft die Voraussetzungen für eine vermehrte Füllung und ein größeres Schlagvolumen nach dem Frank-Starling-Prinzip, während die höhere Herzfrequenz zusätzlich zum gesteigerten Herzzeitvolumen beiträgt.

Die physiologische Anpassung erfordert somit sowohl eine Volumenbewältigung als auch einen Frequenzanstieg. Bei Patienten mit eingeschränkter Fähigkeit zur Steigerung des Schlagvolumens wird der Kreislauf stärker von der Herzfrequenz abhängig. Kann der Ventrikel zugleich die vermehrte Füllung nur schlecht bewältigen, können die Füllungsdrücke ohne proportionalen Anstieg des Schlagvolumens steigen. Klinisch ist es daher wichtiger, das Zusammenspiel von Herzfrequenz, Schlagvolumen und Füllung zu beurteilen, als eine der Variablen isoliert zu interpretieren.

Blutdruck und Gefäßwiderstand unter Belastung

Drei Blutdruckkomponenten sind zu unterscheiden

Das Blutdruckverhalten unter Belastung wird mit systolischem Blutdruck, diastolischem Blutdruck und arteriellem Mitteldruck beschrieben. Alle drei können direkt vom Überwachungsgerät abgelesen werden. Die Werte sind gemeinsam und in Relation zu Belastungsstufe, Herzfrequenz und Herzzeitvolumen zu beurteilen. Ein einzelner Blutdruckwert gibt kein vollständiges Bild der Kreislaufbelastung.

Bei der Ergometrie sollte der Blutdruck auf definierten Belastungsstufen dokumentiert werden. Die gemessene Arbeit muss der vom Gerät angegebenen Leistung entsprechen. Eine fehlerhafte mechanische Belastung kann sonst eine scheinbare Diskrepanz zwischen Blutdruckverhalten und registrierter Belastungsintensität erzeugen.

Systemischer Gefäßwiderstand

Der systemische Gefäßwiderstand, SVR, gibt den peripheren Gefäßwiderstand an. Er ist damit ein Maß für den Widerstand, den der linke Ventrikel überwinden muss, um einen systemischen Blutfluss zu erzeugen. Der Referenzwert in Ruhe beträgt 800 bis 1 200 dyn × s × cm⁻⁵.

Der SVR darf nicht isoliert interpretiert werden. Derselbe arterielle Druck kann bei unterschiedlichen Kombinationen von Herzzeitvolumen und peripherem Gefäßwiderstand auftreten. Die Beurteilung unter Belastung muss daher umfassen:

• systolischen, diastolischen und arteriellen Mitteldruck
• Herzfrequenz
• Herzzeitvolumen
• Herzindex
• Schlagvolumen
• aktuelle und tatsächlich erbrachte Belastung

Das Herzzeitvolumen in Ruhe beträgt normalerweise 5 bis 8 Liter/Minute. Zum Vergleich zwischen Personen unterschiedlicher Körpergröße wird der Herzindex verwendet, also das auf die Körperoberfläche bezogene Herzzeitvolumen. Der Referenzwert in Ruhe beträgt 2,5 bis 4,0 Liter/Minute/m². Diese Bereiche sind Ruhereferenzen und dürfen nicht als Grenzwerte für eine normale oder pathologische Belastungsreaktion verwendet werden.

Pulmonaler Gefäßwiderstand und Druck im kleinen Kreislauf

Der pulmonale Gefäßwiderstand, PVR, beschreibt den Gefäßwiderstand im kleinen Kreislauf. Bei der hämodynamischen Beurteilung unter Belastung muss der PVR in Relation zum Druck in der Arteria pulmonalis, zum Herzzeitvolumen und zum linksseitigen Füllungsdruck, abgeschätzt über den Wedge-Druck, gesetzt werden.

Die dynamische Hämodynamik unter Belastung kann diagnostische Informationen liefern, die in Ruhe nicht erkennbar sind, unter anderem bei früher Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion. Die Interpretation muss jedoch auf gleichzeitigen Druck- und Flussmessungen beruhen. Ein erhöhter Druck im kleinen Kreislauf allein kann nicht klären, ob die Belastung überwiegend auf die Lungengefäße oder auf linksseitige Füllungsdrücke zurückzuführen ist.

Messqualität und Fehlerquellen

Bei einer kombinierten leistungsphysiologischen und hämodynamischen Untersuchung können fehlerhafte Kalibrierung, mangelnde Synchronisation zwischen Fluss- und Gaskonzentrationssignalen, Funktionsstörungen der Gassensoren sowie falsch eingegebene Patientendaten die Gesamtbeurteilung beeinflussen. Maskenleckage und ein falsch angegebener Totraum können zudem die gleichzeitigen respiratorischen Messungen verfälschen.

Ein auffälliges Blutdruck- oder Widerstandsprofil ist daher stets anhand der Datenqualität zu überprüfen. Insbesondere ist zu kontrollieren, dass die Belastung korrekt war, dass die Messwerte zeitlich synchronisiert sind und dass Druckänderungen zusammen mit Änderungen des Blutflusses beurteilt werden.

Kardiovaskuläre Veränderungen in der Schwangerschaft

Hämodynamische Umstellung

Die Schwangerschaft bringt eine ausgeprägte Kreislaufbelastung mit sich. Die Veränderungen sind bei der herzgesunden Schwangeren als physiologisch anzusehen, können aber bei pulmonaler Hypertonie, ventrikulärer Dysfunktion, Herzinsuffizienz, Hypoxämie oder Arrhythmie große klinische Bedeutung erlangen.

Die wichtigsten Veränderungen im Vergleich zum Zustand vor der Schwangerschaft sind:

Das erhöhte Blutvolumen und Herzzeitvolumen bedeuten eine erheblich gesteigerte Volumenarbeit für das Herz. Gleichzeitig sinkt der Blutdruck, insbesondere der diastolische. Die Kombination aus höherem Herzzeitvolumen und niedrigerem arteriellem Blutdruck ist mit einem verminderten peripheren Gefäßwiderstand in der normalen Schwangerschaft vereinbar.

Das Blutvolumen normalisiert sich in der Regel innerhalb von 1 bis 2 Wochen nach der Entbindung. Die Zeit nach der Entbindung ist daher nicht unmittelbar hämodynamisch neutral. Bei Patientinnen mit eingeschränkter kardiovaskulärer Reserve ist auch nach Ende der Schwangerschaft weiterhin Aufmerksamkeit geboten.

Plasmavolumen, Hämoglobin und Sauerstofftransport

Das Plasmavolumen nimmt stärker zu als das Gesamtblutvolumen. Gleichzeitig sinkt die Hämoglobinkonzentration um etwa 20 %. Dieses Muster spricht für eine physiologische Hämodilution und ist bei der Beurteilung des Hämoglobinwerts in der Schwangerschaft zu berücksichtigen. Ein niedrigeres gemessenes Hb muss also vor dem Hintergrund der kräftigen Plasmavolumenzunahme interpretiert werden.

Der Sauerstoffverbrauch steigt um 20 bis 50 %. Der Kreislauf muss damit sowohl ein größeres intravasales Volumen bewältigen als auch einen höheren metabolischen Bedarf decken. Auch die Ventilation passt sich an: Das Atemminutenvolumen steigt um 50 % und das Atemzugvolumen um 40 %, während die Atemfrequenz weitgehend unverändert bleibt. Der PaO₂ steigt um etwa 10 %, während PaCO₂ und Bikarbonat um jeweils etwa 15 % abnehmen. Diese gleichzeitigen Veränderungen beeinflussen die Beurteilung von Dyspnoe, Blutgasen und körperlicher Belastung bei der Schwangeren.

Die Thrombozytenzahl nimmt um etwa 10 % ab, während die Gerinnungsfaktoren um 30 bis 250 % ansteigen. Die Schwangerschaft bedeutet somit sowohl eine Hämodilution als auch eine deutliche Veränderung des Gerinnungssystems. Auch die Nierendurchblutung wird beeinflusst, was sich in einem Anstieg der GFR um etwa 50 % widerspiegelt.

Wenn die physiologische Anpassung riskant wird

Bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen hängt die Toleranz davon ab, ob der Kreislauf die Volumenzunahme und den etwa 40-prozentigen Anstieg des Herzzeitvolumens bewältigen kann. Das Risiko steigt bei:

• Hypoxämie
• pulmonal-arterieller Hypertonie
• ventrikulärer Dysfunktion
• Herzinsuffizienzsymptomen
• Arrhythmien

Ein besonders hohes Risiko besteht bei pulmonal-arterieller Hypertonie oder chronisch thromboembolischer pulmonaler Hypertonie. Europäische Leitlinien haben bei pulmonal-arterieller Hypertonie von einer Schwangerschaft abgeraten. Neuere Fallserien deuten auf eine bessere Prognose bei Patientinnen mit Niedrigrisikoprofil hin, das Risiko bleibt jedoch erheblich. Modernere Fallserien geben eine mütterliche Mortalität von etwa 5 bis 33 % an, und das Risiko ist nach der Entbindung besonders ausgeprägt.

Eine abweichende maternale Hämodynamik kann auch bei geburtshilflichen Komplikationen auftreten. Eine frühe fetale Wachstumsrestriktion mit Beginn vor der 32. Schwangerschaftswoche ist mit einem relativ niedrigen maternalen Herzzeitvolumen und einem hohen peripheren Gefäßwiderstand assoziiert. Dies weicht vom Muster der normalen Schwangerschaft ab und tritt häufig zusammen mit Hypertonie oder Präeklampsie auf.

Kardiale Belastung in der Schwangerschaft und bei körperlicher Aktivität

Zwei Belastungen mit teilweise unterschiedlichem Zeitverlauf

Die Schwangerschaft bedeutet eine langanhaltende Kreislaufumstellung, während körperliche Aktivität eine vorübergehende Steigerung der Herzarbeit bewirkt. Die klinische Bedeutung hängt davon ab, ob Herz und Lungenkreislauf den Blutfluss steigern können, ohne dass Füllungsdrücke, pulmonalarterieller Druck oder Arrhythmielast ungünstig werden.

In der Schwangerschaft steigen das Blutvolumen um 40 bis 100 %, das Herzzeitvolumen um 30 bis 50 % und der Sauerstoffverbrauch um etwa 20 %. Gleichzeitig nimmt der periphere Gefäßwiderstand um etwa 40 % ab. Körperliche Aktivität erfordert darüber hinaus eine akute Steigerung des Blutflusses zur arbeitenden Muskulatur. Eine Schwangere mit eingeschränkter kardiovaskulärer Reserve kann daher in Ruhe beschwerdefrei sein, aber bei Alltagsaktivität oder Training Symptome entwickeln.

Eingeschränkte Reserve bei Herzerkrankung

Bei Patienten mit angeborenem Herzfehler ist körperliche Aktivität anhand des anatomischen Herzfehlers, verbleibender hämodynamischer Auffälligkeiten, des elektrophysiologischen Status und der bisherigen körperlichen Leistungsfähigkeit zu beurteilen. Besondere Vorsicht ist geboten bei:

• systolischer Dysfunktion des Systemventrikels
• Obstruktion des Ausflusstrakts des Systemventrikels
• pulmonaler Hypertonie
• hämodynamisch relevanten Arrhythmien
• Aortendilatation

Symptome schließen körperliche Aktivität nicht automatisch aus, sollten aber die Wahl der Intensität und die weitere Abklärung beeinflussen. Für die meisten Patienten mit angeborenem Herzfehler ist regelmäßige Aktivität moderater Intensität möglich. Dynamische Aktivität ist im Allgemeinen besser geeignet als statische. Bevor anspruchsvollere Bewegungs- oder Sportaktivitäten empfohlen werden, sollte die körperliche Leistungsfähigkeit beurteilt werden, damit ein untrainierter Patient keiner unangemessen hohen Intensität ausgesetzt wird.

Bei guter Hämodynamik kann regelmäßiges Training unter Vermeidung extremer isometrischer Belastung gefördert werden. Bei weniger günstiger Hämodynamik sollten Belastungsextreme vermieden werden, während regelmäßige Aktivität geringer Intensität wie Gehen, Schwimmen oder Radfahren geeignet sein kann.

Pulmonale Hypertonie bedeutet besondere Vulnerabilität

Bei pulmonal-arterieller Hypertonie oder chronisch thromboembolischer pulmonaler Hypertonie kann der rechte Ventrikel Schwierigkeiten haben, die erhöhte Belastung zu bewältigen. Die Kompression der Vena cava inferior durch den vergrößerten Uterus kann den venösen Rückstrom vermindern, während die Schwangerschaft gleichzeitig ein höheres Herzzeitvolumen erfordert. Dyspnoe, Thoraxschmerz, Synkope oder Zeichen einer dekompensierten Rechtsherzinsuffizienz können bereits im zweiten Trimenon auftreten.

Die Entbindung birgt durch hämodynamische Verschiebungen, mögliche Blutungen und Anästhesie ein zusätzliches Risiko. Früh postpartal können eine verminderte Vorlast infolge von Blutung und eine beeinträchtigte myokardiale Kontraktilität zu einem erhöhten pulmonalen Gefäßwiderstand und hämodynamischer Instabilität beitragen. Die meisten Todesfälle in dieser Hochrisikogruppe ereignen sich in den ersten Tagen nach der Entbindung und werden durch akutes Rechtsherzversagen verursacht.

Klinische Beurteilung der Belastungstoleranz

Die Beurteilung sollte sich nicht auf Symptome in Ruhe beschränken. Blutdruck, EKG, Echokardiographie, 6-Minuten-Gehtest und Spiroergometrie können zur Beurteilung von Herzfunktion und körperlicher Leistungsfähigkeit eingesetzt werden. Bei PAH oder CTEPH kann zudem eine Rechtsherzkatheteruntersuchung erforderlich sein. Belastungsabhängige Dyspnoe, Thoraxschmerz, Synkope oder Arrhythmie sind als Zeichen einer möglicherweise unzureichenden kardiozirkulatorischen Reserve zu werten, insbesondere in der Schwangerschaft.

Leistungsfähigkeit bei angeborenen und erworbenen Herzerkrankungen

Das Funktionsniveau lässt sich nicht allein in Ruhe beurteilen

Patienten mit angeborenem Herzfehler weisen eine große Variabilität der körperlichen Leistungsfähigkeit auf, auch nach chirurgischer oder interventioneller Korrektur. Die Einschränkung kann bei komplexen Herzfehlern ausgeprägt sein, kommt aber auch bei Patienten vor, die im Alltag gut zurechtkommen. Eine eingeschränkte Leistungsfähigkeit bei Erwachsenen mit angeborenem Herzfehler hat zudem prognostische Bedeutung.

Die Beurteilung sollte daher von der tatsächlichen Leistungsfähigkeit ausgehen und nicht allein von der anatomischen Diagnose oder den Ruhebefunden. Relevante Komponenten sind:

• erreichte Belastung und Anteil der erwarteten Leistungsfähigkeit
• Symptome wie Atemnot, Thoraxschmerz, Schwindel oder Palpitationen
• Herzfrequenz- und Blutdruckverhalten
• Arrhythmien und ST-T-Veränderungen unter Belastung
• hämodynamischer Status einschließlich Ventrikelfunktion, pulmonaler Hypertonie und verbleibender struktureller Auffälligkeiten
• Aktivitätsniveau des Patienten, subjektiv erlebte Gesundheit und Fähigkeit zur Bewältigung von Alltagsaktivitäten

Die Ergometrie kann auf dem Fahrradergometer oder dem Laufband durchgeführt werden. Die Spiroergometrie liefert zusätzliche Informationen über die gesamte kardiozirkulatorische und ventilatorische Limitierung. Der Sechs-Minuten-Gehtest kann zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit eingesetzt werden, insbesondere wenn eine maximale Ergometrie nicht geeignet ist. Muskelkraft und selbstberichtete körperliche Aktivität können die Beurteilung ergänzen.

Interpretation der erreichten Belastung

Die erreichte maximale Belastung ist mit einem geeigneten Referenzwert zu vergleichen, der unter anderem Alter, Geschlecht und Körpergröße berücksichtigt. Bei der standardisierten Fahrradergometrie kann die Leistungsfähigkeit wie folgt klassifiziert werden:

Das angegebene 95-%-Konfidenzintervall beträgt 75–134 %. Das Ergebnis muss jedoch zusammen mit Symptomen, EKG sowie Herzfrequenz- und Blutdruckverhalten bewertet werden. Eine normale erreichte Belastung schließt eine klinisch relevante Arrhythmie oder eine ungünstige Hämodynamik nicht aus.

Bei der Spiroergometrie sind technische Fehler in Betracht zu ziehen, wenn die Ergebnisse unerwartet oder untereinander widersprüchlich sind. Maskenleckage, falsch angegebener Totraum, mangelhafte Kalibrierung, nicht synchronisierte Fluss- und Gaskonzentrationssignale, Funktionsstörungen der Gassensoren sowie falsch erfasstes Alter, Größe, Gewicht oder Geschlecht können das Ergebnis beeinflussen. Ebenfalls zu prüfen ist, ob die mechanische Belastung der angegebenen Leistung entspricht.

Individuelle Empfehlung zur körperlichen Aktivität

Körperliche Aktivität sollte nicht routinemäßig allein aufgrund einer angeborenen oder erworbenen Herzerkrankung eingeschränkt werden. Die Empfehlung sollte auf der aktuellen Hämodynamik, der Ergometrie und dem Risikoprofil beruhen.

Trainingsprogramme für Menschen mit angeborenem Herzfehler können die Leistungsfähigkeit verbessern. Untersucht wurden aerobes Training, hochintensives Intervalltraining und Krafttraining, die Auswahl muss jedoch individuell angepasst werden. Auch bei erworbenen Herz-Kreislauf-Erkrankungen sollte die Verordnung auf einer objektiven Funktionsbeurteilung beruhen und Teil einer strukturierten kardiologischen Rehabilitation oder Sekundärprävention sein. Bei Erwachsenen mit angeborenem Herzfehler müssen gleichzeitig bestehende erworbene Risikofaktoren und Herz-Kreislauf-Erkrankungen identifiziert und präventive Maßnahmen rechtzeitig eingeleitet werden.

Risikobeurteilung und klinisches Management in der Schwangerschaft

Wenn möglich vor der Schwangerschaft beurteilen

Allen Frauen mit angeborenem Herzfehler sollte eine Beratung vor einer Schwangerschaft angeboten werden. Bei mindestens mittelgradig komplexem Herzfehler ist die Beurteilung durch ein interdisziplinäres Pregnancy Heart Team mit Expertise in der Kardiologie für Erwachsene mit angeborenem Herzfehler, Geburtshilfe und Anästhesie vorzunehmen. Klinische Genetik, Neonatologie und weitere Fachgebiete werden nach Bedarf hinzugezogen.

Die Risikobeurteilung ist individuell anzupassen und stützt sich auf die mWHO-2.0-Klassifikation, ergänzt durch:

• Funktionsstatus vor der Schwangerschaft
• Ventrikelfunktion
• Schweregrad des Herz- oder Klappenfehlers
• relevante Residualbefunde nach Korrektur
• Hypoxämie oder Zyanose
• pulmonal-arterielle Hypertonie, PAH
• frühere Herzinsuffizienz oder andere kardiale Ereignisse
• frühere oder bestehende Arrhythmien

Bei Verdacht auf Klappenerkrankung sollten vor der Schwangerschaft eine klinische Untersuchung und eine transthorakale Echokardiographie erfolgen. Frauen mit schwerer Klappenerkrankung sollen von einem Kardiologen mit besonderer Erfahrung in Klappenerkrankungen in der Schwangerschaft beraten werden. Bei asymptomatischen Frauen mit schwerer Klappenerkrankung kann vor der Schwangerschaft eine Ergometrie erwogen werden. Die Spiroergometrie kann bei angeborenem Herzfehler zur Prognoseabschätzung beitragen. Ein flacher Herzfrequenzanstieg unter Belastung ist mit einem erhöhten Risiko für maternale kardiale Komplikationen und neonatale Komplikationen verbunden.

Klinische Faktoren, die das Risikoniveau bestimmen

Die PAH ist mit einem besonders hohen Risiko verbunden. Trotz moderner Therapie besteht eine erhebliche mütterliche Mortalität, vor allem nach der Entbindung. Europäische Leitlinien raten daher bei PAH von einer Schwangerschaft ab. Wird dennoch eine Schwangerschaft festgestellt, sind die Risiken frühzeitig darzulegen und ein Schwangerschaftsabbruch ist zu besprechen. Die Autonomie der Frau ist durch klare Information und gemeinsame Entscheidungsfindung im Pregnancy Heart Team zu respektieren.

Versorgungsplan und Monitoring

Für Frauen mit relevanter Herzerkrankung soll das Team einen individuellen Plan für Schwangerschaft, Entbindung und Postpartalzeit erstellen. Der Plan soll Versorgungsstufe, Kontrollintervalle, Bedarf an kardialem Monitoring sowie die Kriterien für eine akute Neubeurteilung festlegen. Schwere Klappenerkrankungen sollten in einem Zentrum der Maximalversorgung mit Kardiologie, Geburtshilfe, Anästhesie und bei Bedarf herzchirurgischer Expertise betreut werden.

Bei PAH oder chronisch thromboembolischer pulmonaler Hypertonie, CTEPH, ist eine Betreuung sowohl durch eine spezialisierte Schwangerenvorsorge als auch durch ein PAH-Zentrum erforderlich:

• Erstes und frühes zweites Trimenon: monatliche klinische Beurteilung, Routinelabor einschließlich NT-proBNP und Troponin T sowie Echokardiographie.
• Ab Mitte des zweiten Trimenons: entsprechende Kontrolle alle zwei Wochen.
• Drittes Trimenon: individuell angepasste Intervalle. Manche Patientinnen benötigen wöchentliche klinische Kontrollen und eine Echokardiographie alle zwei Wochen.

Das Monitoring soll sich besonders auf Infektionen, Gestationsdiabetes, Hypertonie, Präeklampsie, Blutungen, thromboembolische Komplikationen und Rechtsherzinsuffizienz richten.

Arzneimittel, Entbindung und Postpartalzeit

Das Risiko fetaler Schädigungen ist für alle Arzneimittel zu beurteilen. ACE-Hemmer und Angiotensinrezeptorblocker dürfen in der Schwangerschaft nicht angewendet werden. Eine orale Antikoagulation erfordert eine besondere Planung, da Vitamin-K-Antagonisten teratogen sind, insbesondere in höheren Dosen.

Zeitpunkt und Modus der Entbindung sind vom Pregnancy Heart Team anhand des Schweregrads der Herzerkrankung festzulegen. Die Planung muss auch die Überwachung nach der Entbindung umfassen, da das Risiko bei PAH und CTEPH nach der Entbindung besonders ausgeprägt ist.