Herzminutenvolumen

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 24. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Unter dem Herzminutenvolumen wird in der Medizin das Blutvolumen verstanden, das in einer Minute vom Herzen aus durch den gesamten Blutkreislauf gepumpt wird. Es stellt damit die Maßeinheit für die Pumpfunktion des Herzens dar und wird auch als Herzauswurfleistung bezeichnet. Das Herzminutenvolumen ergibt sich aus der Multiplikation der Herzfrequenz mit dem Herzschlagvolumen.

Was ist das Herzminutenvolumen?

Unter dem Herzminutenvolumen wird in der Medizin das Blutvolumen verstanden, das in einer Minute vom Herzen aus durch den gesamten Blutkreislauf gepumpt wird.

Alle mehrzelligen Organismen benötigen ein effizientes System, das die Zellen mit allem Nötigen versorgt. Energie kann in den Zellen gespeichert werden, Sauerstoff oder Kohlendioxid müssen jeweils geliefert bzw. abtransportiert werden. Dieser Kreislauf wird durch die Leistung des Herzens gewährleistet.

Auch geschaltete Zellen, die mehr oder weniger Leistung und Energie benötigen, müssen gleich versorgt werden. Das Herz wird daher über ein breites Leistungsband reguliert. Dies erfolgt über einen Strom bzw. Pulsschlag, der gemessen werden kann. Das Schlagvolumen mal die Herzfrequenz ergibt das Herzminutenvolumen, abgekürzt HMV.

Funktion & Aufgabe

Die Steuerung des Herz-Kreislaufs entsteht über den Blutdruck. Sobald sich der Mensch schneller bewegt, wird der Sauerstoffbedarf in den Muskeln größer, der Blutdruck sinkt und muss wieder gesteigert werden. Dadurch verstärkt das Herz-Kreislauf-System in der „Medulla oblongata“ den so bezeichneten Sympathikotonus. Das verlängerte Mark der „Medulla oblongata“ ist der kaudal liegende Teil des Gehirns, der als Übergang vom Rückenmark zum Hirnstamm dient. Der Sympathikotonus fungiert als Alarmreaktion im Körper, die durch Blutanstieg und eine erhöhte Herzfrequenz gekennzeichnet ist. Die Reaktion führt zu einer, über Alpha-Rezeptoren stattfindende, Gefäßengstellung in in dem Moment nicht benötigten Organen wie der Haut oder bestimmte Trakte der Niere. Auch der Rückstrom in den Venen wird gesteigert, während die Pumpleistung des Herzens über Beta-Rezeptoren erhöht wird.

Dabei bilden Sinusknoten, Purkinje-Fasern, His-Bündel und ein rechter und zwei linke Tawara-Schenkel die Reizleitung des Herzens und neigen zur einer spontanen Depolarisation. Besonders aktiv ist der Sinusknoten in der Ruhefrequenz von etwa sechzig Impulsen pro Minute. Durch die Aktivierung des Sympathikus wird der Sinusknoten zu aufeinander rasch folgenden Depolarisierungen getrieben und wirkt „positiv chronotrop“, also in gesteigerter Schlagfrequenz, „positiv inotrop“, in gesteigerter Kontraktionskraft, „positiv dromotrop“, in gesteigerter Geschwindigkeit der Reizweiterleitung und „positiv bathmotrop“, in gesteigerter Erregung der Muskelzellmembran.

Kurz gesagt, die Kurzzeitsteuerung des Kreislaufs findet durch Regulation der Gefäßquerschnitte durch das zentrale Nervensystem statt.

Das Druck-Volumen kann während der Herzfrequenz gemessen werden. Das Schlagvolumen wiederum wird durch Erhöhung des Füllungsdrucks des Blutes zum Herzen und durch Erhöhung der Kontraktilität bewirkt. Das Schlagvolumen wird mit der Schlagfrequenz, die unter dem Einfluss des Sympathikus ebenfalls höher ist, dann multipliziert.

Während sich der Körper im Ruhezustand befindet, beträgt das Herzminutenvolumen bei einem gesunden und erwachsenen Menschen um die fünf Liter pro Minute. Der Herzindex in seiner unteren Normgrenze liegt bei 2,5 Liter pro Minute. Er ist der Parameter für die allgemeine Beurteilung der Herzleistung und wird als Quotient von Herzminutenvolumen und Körperoberfläche berechnet. Dieser Messwert spielt eine wichtige Rolle bei der Hämodynamik und zum Erfassen der Kreislaufdaten für Patienten, die auf der Intensivstation liegen.

Unter höherer Belastung dagegen kann die Herzminutenfrequenz um das Sechsfache gesteigert werden. Insbesondere bei sportlicher Aktivität oder Leistungssport beträgt das Herzminutenvolumen teils über dreißig Liter pro Minute.

Die Messung erfolgt auf verschiedenen Wegen. In der klinischen Praxis kann sie nur indirekt erfasst werden. So z. B. durch eine Echokardiografie, aus der wiederum das Schlagvolumen und die Herzfrequenz in etwa abgeschätzt werden können. Dabei wird der Durchmesser des linksventrikulären Ausflusstrakts als 2D-Bild gemessen. Eine andere Messmethode ist die etwas aufwändigere Thermodilution. Eine bemessene Menge kalter Flüssigkeit wird dem Patienten gespritzt und darüber der Temperaturverlauf des Blutes über eine Thermosonde aufgezeichnet. Das kann durch den Swan-Ganz-Katheter erfolgen, der durch eine Vene am Hals durch die rechte Herzhälfte vorgeschoben wird, bis er die Lungenarterie erreicht. Das Herzminutenvolumen wird dann mit Hilfe einer Heizspirale bestimmt.

Ein Herzkatheter ist auch bei Farbstoffverdünnungsverfahren notwendig. Eine andere Methode ist das Messen des Herzminutenvolumens mittels Kernspinuntersuchung oder Impedanzkardiografie. Letztere erfolgt als nichtinvasive Messung.

Krankheiten & Beschwerden

Vermindert sich die Pumpleistung der rechten oder linken Herzkammer, kommt es zu einem verringerten Herzminutenvolumen. Dies kann z. B. durch Schilddrüsenunterfunktionen ausgelöst werden, aber auch durch strukturelle Herzveränderungen wie bei einer Ischämie, durch eine Tachykardie, Bradykardie oder durch Herzklappenschäden.

Das Herzminutenvolumen sinkt auch bei arterieller Hypertonie oder gehemmten Füllbedingungen der Ventrikel. Dies entsteht etwa bei Thoraxdeformitäten, bei einer Versteifung der Herzwände oder bei einer Herztamponade, wobei durch Flüssigkeitsansammlung die gesamte Herzaktion gestört wird und Kontraktionsbewegungen behindert werden. Das wiederum kann durch Einblutungen nach einem Herzinfarkt oder eine Perikarditis, einer Entzündung des Herzbeutels, ausgelöst werden.

Bei einem erhöhten Herzminutenvolumen leidet der Mensch meistens an Blutarmut, Fieber oder einer Schilddrüsenüberfunktion. Auch während der Schwangerschaft erhöht sich das Herzminutenvolumen, da für die Versorgung von Uterus und Plazenta vom Organismus mehr Blut benötigt wird. Ebenso kann das Volumen bei einem septischen Schock ansteigen, selbst wenn eine Durchblutungsstörung der Organe vorliegt.

Das Herzminutenvolumen steigt auch durch die Einnahme bestimmter herzrhythmusbeschleunigender Medikamente.

Quellen

Erdmann, E.: Klinische Kardiologie. Springer, Heidelberg 2011
Hahn, J.-M.: Checkliste Innere Medizin. Thieme, Stuttgart 2013
I care Krankheitslehre. Thieme, Stuttgart 2015

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