Myokardrelaxation und linksventrikuläre diastolische Funktion
Die diastolische Funktion wird durch die Effizienz der myokardialen Relaxation bestimmt. Der Grad und die Geschwindigkeit der Entspannung sind die Schlüsselparameter. Idealerweise sollte die Relaxation schnell geschehen und der Ventrikel sollte sich erheblich ausdehnen. Dies erfordert, dass das Myokard eine hohe Compliance aufweist, ein Begriff, der zur Beschreibung der Myokardelastizität verwendet wird. Je größer die Compliance ist, desto schneller und ausgeprägter ist die Relaxation (d.h. das Strecken von Myokardfasern). Das Gegenteil ist ebenfalls der Fall: Je steifer das Myokard ist, desto langsamer und weniger ausgeprägt ist die Relaxation.
Linksventrikuläre Compliance
Mehrere Faktoren beeinflussen die ventrikuläre Compliance. Zu diesen Faktoren gehören Alter, Nachlast, myokardiale Synchronisation und intrazelluläre Prozesse (z.B. intrazelluläre Calciumsignale, die Natrium-Kalium-Pumpe, die mitochondriale Funktion, Aktin-Myosin-Interaktionen usw.).
Nachlast
Nachlast (engl. afterload) ist der Widerstand, den der linke Ventrikel überwinden muss, um Blut in die Aorta auszustoßen. Die Nachlast beeinflusst die Muskelfasern des Herzmuskels während der Systole und der Diastole. Nachlast ist eine Funktion der folgenden drei Variablen:
- Aortenwiderstand (Druck)
- Linksventrikuläres Volumen
- Ventrikuläre Wanddicke (Myokarddicke)
Der linke Ventrikel muss eine ausreichende Kontraktionskraft erzeugen, um den Druck in der Aorta zu überwinden. Je größer der Druck in der Aorta ist, desto größer ist die Belastung einzelner Muskelfasern. Außerdem korreliert die Belastung einzelner Fasern positiv mit dem linksventrikulären Volumen. Das bedeutet, dass die Belastung der Muskelfasern mit zunehmendem Ventrikelvolumen zunimmt. Es besteht jedoch eine inverse Beziehung zwischen Wanddicke und Belastung, sodass eine größere Wanddicke die Belastung der Muskelfasern verringert.
Die genaue mathematische Beziehung zwischen Aortendruck, Ventrikelvolumen und Wanddicke ist ziemlich kompliziert und würde den Rahmen dieses Kapitels sprengen. Die Quintessenz ist jedoch von direkter klinischer Relevanz und besagt, dass eine erhöhte Nachlast zu einer langsameren Relaxation führt. Bei jedem Zustand, der zu einer erhöhten Nachlast führt, kommt es daher zu einer Beeinträchtigung der diastolischen Funktion.
Eine erhöhte Nachlast führt zu einer Beeinträchtigung der diastolischen Funktion.
Myokardiale Synchronisation
Der Begriff myokardiale Synchronisation bezieht sich auf die Sequenz der Aktivierung des ventrikulären Myokards. Die Ventrikel werden idealerweise durch Impulse depolarisiert (aktiviert), die sich durch den linken und rechten Kammerschenkel ausbreiten, welche sich dann in das Purkinje-Netzwerk verzweigen (siehe Kardiale Elektrophysiologie: Das Aktionspotential). Die Impulsweiterleitung durch das Purkinje-Netzwerk ist schnell und koordiniert, was eine Synchronisation der links- und rechtsventrikulären Kontraktion ermöglicht. Eine schnelle Impulsleitung ist entscheidend; eine langsame Ausbreitung des Impulses führt zu einer zeitlichen Dissoziation der Zellaktivierung und damit zu einer Desynchronisierung der Kontraktion. Wichtig ist, dass die Desynchronisation der myokardialen Aktivierung auch zu einer gestörten ventrikulären Relaxation führt.
Eine Desynchronisation der myokardialen Aktivierung verursacht eine beeinträchtigte ventrikuläre Relaxation.
Eine beeinträchtigte Relaxation führt zu einem erhöhten diastolischen Druck im linken Ventrikel.
Eine Störung der ventrikulären Relaxation führt zu einer Störung der Druckzustände im linken Ventrikel. Der ventrikuläre Druck sollte während der Diastole schnell und substantiell sinken. Wenn die Relaxation beeinträchtigt ist, wird der Druckabfall langsamer und weniger ausgeprägt erfolgen. Dies führt letztendlich zu einem erhöhten diastolischen Druck im linken Ventrikel.
Eine beeinträchtigte Entspannung führt zu einem erhöhten ventrikulären diastolischen Druck.
Myokardsteifigkeit
Die Myokardsteifigkeit ist umgekehrt proportional zur Compliance. Je steifer das Myokard ist, desto geringer ist die Compliance. Die Steifigkeit wird durch mehrere Faktoren bestimmt, z.B. durch die ventrikuläre Geometrie (ein großer Ventrikel ergibt eine größere Nachlast und erhöht damit den diastolischen Druck), die Sarkomerstruktur, die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix (extrazelluläre Fibrose reduziert die Compliance), Perikardzustand usw.
Diastolische Dysfunktion und diastolische Herzinsuffizienz
Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion
Die diastolische Herzinsuffizienz macht etwa die Hälfte aller Herzinsuffizienzfälle aus. Die Erkrankung ist durch eine diastolische Dysfunktion bei normaler systolischen Funktion gekennzeichnet. Die Ejektionsfraktion, die ein Maß für die systolische Funktion ist, sollte 50% oder mehr betragen. Die diastolische Herzinsuffizienz wird auch als Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (engl. heart failure with preserved ejection fraction, HFPEF) bezeichnet. Die Echokardiographie ist das bevorzugte Verfahren zur Diagnose von diastolischer Dysfunktion und Herzinsuffizienz.