Myokardmechanik: Struktur und Funktion der Myokardfasern
Struktur und kontraktile Funktion der Myokardfasern
Die linke Ventrikelwand kann in mehrere Schichten unterteilt werden. Diese Schichten ähneln denen von Arterien im gesamten Kreislaufsystem (Abbildung 1). Die ventrikuläre Wand besteht aus einer Innenschicht (Endokard), einer dicken Muskelschicht (Myokard) und einer Außenschicht (Epikard). Diese Schichten sind jeweils analog zu Tunica intima, Tunica media und Tunica adventitia.
Endokard
Das Endokard überzieht die Vorhöfe, Ventrikel und Herzklappen. Ähnlich wie das vaskuläre Endothel enthält das Endokard eine darunter liegende Basalmembran und eine kleine Schicht lockeren Bindegewebes. Das Endokard geht in das Endothel über, welches die größeren, mit dem Herzen verbundenen Gefäße auskleidet.
Epikard
Die äußerste Schicht der Ventrikelwand ist das Epikard, welches fibroelastisches Bindegewebe, Blutgefäße, Lymphgefäße und Fettgewebe enthält.
Myokard
Die dicke Muskelschicht zwischen dem Endokard und Epikard wird Myokard genannt. Es enthält Herzmuskelfasern, Bindegewebe und eine sehr hohe Dichte an Kapillaren. Das Myokard ist in mehrere Faserzüge unterteilt, die sich mit unterschiedlicher Ausrichtung um den Ventrikel wickeln. Wie unten erläutert kann sich der Ventrikel somit gleichzeitig in mehrere Richtungen zusammenziehen.
Das Subendokard
Das Subendokard ist die dem Endokard am nächsten gelegene Muskelschicht. Das Subendokard hat die schlechtesten Voraussetzungen bei einer Myokardischämie. Alle Myokardinfarkte beeinträchtigen das Subendokard (daher der Begriff subendokardialer Infarkt). Myokardinfarkte, die nur das Subendokard betreffen, werden normalerweise durch subtotale Koronararterienverschlüsse verursacht. Dies wird ausführlich im Kapitel Nicht-ST-Hebungsinfarkt diskutiert.
Anordnung der Myokardfasern
Die Anordnung der Myokardfasern variiert und dies ermöglicht es dem linken Ventrikel, sich auf eine sehr raffinierte und effektive Weise zusammenzuziehen. Die an das Endokard angrenzenden Muskelfasern sind in Längsrichtung orientiert, was zu einer longitudinalen Verkürzung führt (Abbildung 2A). Muskelfasern in der mittleren Schicht (Wandmitte) sind kreisförmig um die kurze Achse angeordnet. Die Kontraktion dieser Muskelschicht führt zu einer radialen Verkürzung, was bedeutet, dass der Durchmesser der Ventrikelhöhle abnimmt (Abbildung 2B). Die an das Epikard angrenzenden Muskelfasern sind im Verhältnis zu den Fasern der Mittelwand um etwa 60° verdreht angeordnet. Die Kontraktion in dieser Schicht führt zu einer Verdrillungsbewegung des gesamten Ventrikels. Die Basalsegmente werden im Uhrzeigersinn verdreht, während der Apex gegen den Uhrzeigersinn verdreht wird. Diese Verwindungskontraktion wird als zirkumferentielle Verkürzung bezeichnet (Abbildung 2C).
Die longitudinale, radiale und zirkumferentielle Verkürzung tritt simultan auf. Dies führt dazu, dass die AV-Ebene in Richtung des Apex gezogen wird (der über den Perikardsack am Zwerchfell befestigt ist), während sich das Myokard in Richtung der Herzhöhlenmitte bewegt und der gesamte Ventrikel verdreht wird. Darüber hinaus verdickt sich auch das gesamte Myokard während der Kontraktion, was das Volumen der Herzhöhle weiter reduziert und dadurch Blut in die Aorta drückt. Die longitudinale, radiale und zirkumferentielle Kontraktion sowie die Myokardverdickung werden mittels Echokardiographie beurteilt.
Diese Mechanismen schaffen eine hocheffektive Kontraktion, die den Ausstoß von Blut maximiert (Abbildung 3). Dies zeigt sich daran, dass obwohl die Muskelfasern selbst nur um etwa 13% ihrer Länge verkürzt werden können, die Summe aller Kontraktionen zu einer Verringerung des Durchmessers und der Länge des Ventrikels um 20% führt sowie mehr als 60% des enddiastolischen Volumens in die Aorta ausgestoßen werden kann.
