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Das Herzzeitvolumen und seine Determinanten

  • Regulation
  • Prüfungsrelevanz: hoch

Das Herzzeitvolumen ist die Blutmenge, die das Herz pro Minute pumpt: Schläge pro Minute mal Volumen pro Schlag.

Aktualisiert

Auch genannt: Schlagvolumen, Herzindex, Fick-Prinzip

In 3D ansehen: Linke Herzkammer (Ventriculus sinister) · Rechte Herzkammer (Ventriculus dexter)

Worum es geht

Das Herzzeitvolumen (HZV) ist das Volumen, das jede Kammer pro Minute pumpt, beim ruhenden Erwachsenen etwa 5 L/min. Es entspricht Herzfrequenz mal Schlagvolumen; das Schlagvolumen hängt von Vorlast, Nachlast und Kontraktilität ab. Über Minuten und Stunden pumpt das Herz, was zu ihm zurückkehrt, daher bestimmen venöser Rückstrom und Gewebebedarf weitgehend das HZV.

Left-ventricular pressure–volume loop

Left-ventricular pressure–volume loop: ↑ Contractility, EDV 120 mL, ESV 40 mL 05010015020025004080120160LV volume (mL)LV pressure (mmHg)ESPVREDPVREaFillingEjectionIsovol. contr.Isovol. relax.MOMCAOAC

EDV 120 mLESV 40 mLSV 81 mLEF 67%ESP 121 mmHg

↑ Contractility

↑ Contractility (sympathetic drive or an inotrope): the ESPVR gets steeper and the LV empties more: ESV falls, SV and EF rise.

Tap a corner of the loop (MC, AO, AC, MO) to see the valve event.

  • Current loop
  • Normal loop
  • ESPVR (contractility, Ees)
  • EDPVR (passive filling)
  • Ea (arterial afterload)
  • Stroke volume (SV)
Vergleichen Sie das Schlagvolumen (Breite der Schleife) mit den Voreinstellungen Normal, Vorlast und Nachlast.

Gleichungen

HerzzeitvolumenHZV = HF × SV
HF
Herzfrequenz
SV
Schlagvolumen = EDV − ESV
Fick-PrinzipHZV = V̇O2 / (CaO2 − CvO2)
V̇O2
O₂-Verbrauch (≈ 250 mL/min in Ruhe)
CaO2 − CvO2
arteriovenöse O₂-Gehaltsdifferenz (≈ 50 mL/L)

250 ÷ 50 ≈ 5 L/min.

Hämodynamisches Ohm-GesetzMAD − RAP = HZV × TPR
MAD
mittlerer arterieller Druck
RAP
rechtsatrialer Druck
TPR
totaler peripherer Widerstand (systemischer Gefäßwiderstand)

Referenzwerte (Erwachsene in Ruhe)

ParameterWertHinweis
Herzzeitvolumen≈ 4–8 L/mintypisch ≈ 5 L/min
Herzindex≈ 2,5–4 L/min/m²
Schlagvolumen≈ 60–100 mL
Maximales HZV eines trainierten Sportlersbis ≈ 30–35 L/min

Ungefähre Werte eines gesunden Erwachsenen in Ruhe; jedes Labor legt eigene Referenzbereiche fest.

Regulation

  • +Sympathische Nerven (β1): Steigern Herzfrequenz und Kontraktilität.
  • +Venöser Rückstrom / Vorlast (Frank-Starling): Mehr Füllung ergibt ein größeres Schlagvolumen.
  • −Nachlast (hoher arterieller Druck, Aortenstenose): Senkt das Schlagvolumen.
  • −Nervus vagus: Senkt die Herzfrequenz (geringe Wirkung auf die ventrikuläre Kontraktilität).
  • −Hypoxie, Azidose, Ischämie: Vermindern die Kontraktilität.

Klinischer Bezug

  • Zustände mit hohem HZV: Anämie, Sepsis (früh), Hyperthyreose, Schwangerschaft, arteriovenöse Fistel, Beriberi.
  • Niedriges HZV mit hohem SVR und kalter Haut weist auf einen kardiogenen oder hypovolämischen Schock hin.

Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

Eine Person verbraucht 300 mL O₂/min, bei einem arteriellen O₂-Gehalt von 200 mL/L und einem gemischtvenösen von 140 mL/L. Wie hoch ist das Herzzeitvolumen?

5 L/min: 300 ÷ (200 − 140) = 300 ÷ 60 = 5 L/min (Fick-Prinzip).

Warum sinkt das Herzzeitvolumen, wenn die Herzfrequenz beim Erwachsenen etwa 180/min übersteigt?

Die Diastole verkürzt sich so stark, dass sich die Kammer nicht füllen kann; enddiastolisches Volumen und Schlagvolumen sinken stärker, als die Frequenz steigt.

Was bestimmt beim Gesunden langfristig hauptsächlich das Herzzeitvolumen?

Der venöse Rückstrom, der vom Stoffwechselbedarf der Gewebe abhängt (lokale Vasodilatation); das Herz pumpt über den Frank-Starling-Mechanismus, was zurückkehrt.

Warum steigert eine schwere Anämie das Herzzeitvolumen?

Der niedrige O₂-Gehalt bewirkt eine Vasodilatation im Gewebe und eine geringere Blutviskosität, sodass der SVR sinkt und der venöse Rückstrom steigt; zudem nimmt die Sympathikusaktivität zu.

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Quellen: Hypovolemia and Hypovolemic Shock (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2025).

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