Zusammenfassung
Herzinsuffizienz ist eine etablierte Diagnose. Weniger bekannt
ist eine Atemmuskel- oder Atempumpeninsuffizienz. Sie wird sichtbar
in einer Hyperkapnie, die durch eine Hypoventilation entsteht. Das
Atmungszentrum stellt diese aktiv ein, damit es zu keiner gefährlichen Überlastung
der
Muskulatur kommt (hyperkapnisches Versagen). Konsekutiv entwickelt
sich durch die Hypoventilation eine Hypoxämie, die für
die Leistungslimitierung nicht verantwortlich ist. Davon streng
zu trennen ist ein hypoxämisches Versagen, welches vom
Lungenparenchym ausgeht. Hier führt die Hypoxämie.
Infolge einer meist kompensatorischen Hyperventilation ist der PaCO2
erniedrigt.
Die Herz- wie die Atempumpe stellen sich bei entsprechender chronischer
Erkrankung auf eine unvermeidbare Überlastungssituation
ein. In beiden Fällen kommt es zur Hypertrophie der Muskulatur. Überschreitet
die Belastung die physiologische Regulationsbreite, so gibt es Kompensationsmechanismen,
die bei beiden Pumporganen ähnlich sind. Beide Muskeln
greifen in Überlastungssituationen auf ihr Muskelglykogen als
Energiesubstrat zurück. In Phasen der Erholung (insbesondere
im Schlaf) kommt es hier zur Rückspeicherung, die bei der
Herzpumpe durch Abfall des Blutdrucks und bei der Atempumpe durch
Verstärkung der Hypoventilation mit Zunahme der Hyperkapnie
indirekt sichtbar wird.
Da die Hauptfunktion beider Organe der Sauerstofftransport ist
und dieser durch die Insuffizienz vor allen Dingen unter Belastungsbedingungen
nicht mehr ausreicht, hat der Organismus verschiedene Kompensationsmechanismen
entwickelt, um hier gegenzusteuern. Diese reichen von der Änderung
der Sauerstoffbindungskurve, über die Expression von Isoenzymen
der Atmungsketten, die mit weniger Sauerstoffpartialdruck ATP produzieren
können, bis zur Polyglobulie. Medikamentös kann
die Entlastung bei der Herzpumpe durch Betablocker, bei der Atempumpe
durch Sauerstoff verstärkt werden.
Neuere Therapieverfahren verstärken diese Erholungsphasen. Beim
Herzmuskel durch Bypass- oder intravasale Pumpen, bei der Atemmuskulatur
durch elektive, meist nicht invasive Beatmung zu Hause. Gerade durch
die letztere Maßnahme kommt es hier zu einer erheblichen
Leistungszunahme, Verbesserung der Lebensqualität und Reduktion
der Mortalität.
Herz- und Atemmuskelinsuffizienz haben viele gemeinsame Parallelen.
Bedingt durch die gemeinsame Aufgabe, den Sauerstofftransport zu
sichern, sind ihre Funktionen bzw. Kompensationsmechanismen eng
gekoppelt.
Summary
Heart failure is an established diagnosis. Respiratory muscle
or ventilatory pump failure, however, is less well known. The latter becomes
obvious through hypercapnia, caused by hypoventilation. The respiratory
centre tunes into hypercapnea in order to prevent the danger of
respiratory muscle overload (hypercapnic ventilatory failure). Hypoventilation
will consecutively cause hypoxemia but this will not be responsible
for performance limitation.
One therefore has to distinguish primary hypoxemia evolving from
diseases in the lung parenchyma. Here hypoxemia is the key feature
and compensatory hyperventilation usually decreases PaCO2 levels.
The cardiac as well as the respiratory pump adapt to an inevitable
burden caused by chronic disease. In either case organ muscle mass
will increase. If the burden exceeds the range of possible physiological
adaptation, compensatory mechanisms will set in that are similar
in both instances. During periods of overload either muscle system
is mainly fuelled by muscular glycogen. In the recovery phase (e. g.
during sleep) stores are replenished, which can be recognized by
down-regulation of the blood pressure in case of the cardiac pumb
or by augmentation of hypercapnia through hypoventilation in case
of the respiratory pump.
The main function of cardiac and respiratory pump is maintenance
of oxygen transport.
The human body has developed certain compensatory mechanisms
to adapt to insufficient oxygen supply especially during periods
of overload. These mechanisms include shift of the oxygen binding
curve, expression of respiratory chain isoenzymes capable of producing
ATP at lower partial pressures of oxygen and the development of
polyglobulia. Medically or pharmacologically the cardiac pump can
be unloaded with beta blockers, the respiratory pump by application
of inspired oxygen.
Newer forms of therapy augment the process of recovery. The heart
can be supported through bypass surgery or intravascular pump systems,
while respiratory muscles may be supported through elective ventilatory
support (mainly non-invasive) in the patient’s home. The
latter treatment in particular will increase patient endurance and
quality of life and decrease mortality.
Heart and respiratory pump failure share many common features.
Since both take care of oxygen supply to the body, their function
and compensatory mechanisms are closely related and linked
Schlüsselwörter
Herzinsuffizienz - Atemmuskulinsuffizienz - Atempumpe - Hypoxämie - Hyperkapnie
Keywords
heart failure - respiratory muscle failure - breathing pump - hypoxemia - hypercapnia
