Asmussen (1939)   German
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  • 1. Einfluß der Blutverteilung auf den Kreislauf bei körperlicher Arbeit 1 Von Erling Asmussen und E. Hohwü Christensen (Aus dem turntheoretischen Laboratorium und aus dem zoophysiologischen Laboratorium der Universität Kopenhagen) ~Mit 4- Abbildungen im Text) In früheren Versuchen wurde eine so enge Beziehung zwischen Pulsfrequenz und Blutverteilung - Druck in den zentralen Venen - nachgewiesen, daß die durch Stellungswechsel hervorgerufenen Puls- änderungen fast ausschließlich auf eine entsprechende Blutverschie- bung von oder zu den Unterextremitäten zurückgeführt werden konn- ten (Asmussen, E. H. Christensen u. M. Nielsen (1939) I). »Die Pulsänderungen bei Stellungswechsel werden als wesentlicher Bestand- teil einer Kompensation für den geänderten Druck in den zentralen Venen aufgefaßt, und damit als eine wichtige Veranstaltung zur Auf- rechterhaltung ,des normalen ,Minuten volumens und des arteriellen Druckes.« .in kreislaufgesunden Vpn. ,vurden weiterhin in passi v stehender ~ tell U TI g - trotz eines normalen arteriellen Blutdruckes und unver- änderter 02-Aufnahme - sichere Symptome von Kreislaufinsuffizienz nachgewiesen (Asmussen,E. H. Christensen u. M. Nielsen (1939) 11). Hieraus wurde gefolgert, daß das verminderte Minuten- volumen in passiv stehender Stellung nicht als Zweck der Regulation aufgefaßt werden kann, sondern im Gegenteil unzweckmäßig klein ist. Versuche mit Armarbeit in verschiedenen Körperstellungen zeigten, daß auch bei Arbeit der Stellungswechsel eine· Umstellung der Pulsfrequenz verursacht (Asmussen, E. H. Christensen u. ~f. Nie 1sen (I 939) IV) . Der Redaktion am 4. März 193'9 zugegangen. 1
  • 2. 186 ERLING ASMUSSEN UND E. HOHWÜ CHRISTENSEN Es wäre nUll von Interesse, festzustellen, ob bei Arbeit die hohen Pulswerte - wie in den Ruheversuchen - mit einem niedrigen Mi . . nutenvolumen, und umgekehrt die niedrigen Pulswerte mit einem re- lativ hohen Minutenvolumen, verbunden sind und weiter, ob die hohen Pulswerte in gewissen Fällen als Zeichen einer beginnenden Insuffi- zienz aufgefaßt werden müssen. Um diese Fragen möglichenveise zu beantvorten, wurden die folgenden Versuchsreihen durchgeführt. Versucbsanordnung und V ersuchsresultate Die Versuche wurden an der kreislaufgesundenmännlichen Vp. E. A. angestellt. Aus versuchstechnischen Gründen konnte nur Arm. arbeit in Frage kommen. Als Arbeitsmaschine verwendeten ,vir ein modifiziertes Krogh-Ergometer. Die Vp. arbeitete in sitzender Stel. lung und die Unterextremitäten 'waren bei den kleineren Arbeitsinten- sitäten gänzlich passiv. Bei den größeren Arbeiten, wo die Fixierung erschwert war, vurden die Füße gegen die Unterlage gedrückt, und Kontraktion der Beinmuskulatur konnte deswegen nicht verhindert werden, wodurch die Blutfüllung der Unterextremitäten bei freiem Kreislauf eventuell wesentlich beeinflußt werden konnte. Die ° untersuchten Arbeitsintensitäten variierten zwischen und 540 kgm/ Min., und die entsprechenden Og-Aufnahmen liegen zvischen :2 50 ce 02/Min. und 1670 ce Og/Min . .Die Versuche wurden mit )blutleeren«( und mit »blutgefüllten'.: Unterextremitäten ausgeführt. Um blutleere Extremitäten zu erhalten, lag die Vp. etwa 10 Min. auf dem Rücken mit hochgehobenen Beinen, und in dieser Stellung 'vurde dann der Kreislauf zu den beiden Unterextrernitäten mit Hilfe von Blutdruckmanschetten, die proximal am Oberschenkel angebracht waren, plötzlich gedrosselt (Druck in den Manschetten: 300 mrn Hg l. Um blutgefüllte Unterextremitäten zu erhalten, wurden die Vp. in sitzender Stellung mit senkrecht herabhängenden Beinen angebracht; die Abschnürung erfolgte auch hier nach etwa 10 Minuten. Die Puls- frequenz zeigte dann in der Regel eine bedeutende Steigerung den Ruhewerten mit gehobenen Beinen gegenüber. In einigen Fällen war aber der Unterschied nur gering, und dann wurden auch besonders geringe. Unterschiede in den entsprechenden Arbeitsversuchen gefun- den. Auffallend war, daß die Füllung der Beine und die Pulsaccele· ration. deutlich schneller und vollständiger war, wenn die Versuche nachmittags ausgeführt wurden, wo die Vp. im Laufe des Vormittags ziemlich viel gestanden hatte und etw·as müde war. Die entsprechenden Arbeitspulse waren dann auch besonders hoch.
  • 3. usw. 187 EINFLUSS DER BLUTVERTEILUNG AUF DEN KREISLAUF Durch Eintauchen der abgesperrten Unterextremitäten in vVasser konnte die »verschiebbare« Blutmenge als Differenz zwischen den Volumina der blutgefüllten und der blutleeren Extremitätsteile fest~ gestellt werden. Die gefundenen ~T er te sind Minimalwerte, da die Abschnürung der blutgefüllten Beine in 'diesem Falle nach einer An~ füllungs dauer von wenigen Minuten geschah, um den Einfluß einer Filtration zu eliminieren. Die Bestimmungen zeigten einen durch- schnittlichen· Unterschied der Beinvolumina von 600 cc, und die ent- sprechende Blutmenge, d. h. etwa 15°10 der Gesamtblutmenge, quot;Vurde also von oder zu den abgesperrten Gefäßgebieten verschoben. a. Die Pulsfrequenz Die Pulsfrequenz wurde in der Regel mittels eines Stethoskops am Präcordium festgestellt. Die in der Abb. 1 dargestellten Punkte sind Durchschnittswerte aus einer Anzahl Morgen-Versuche mit meh- reren Zählungen - zwischen 3 und 6 Min. nach Arbeitsanfang -. in jedenl Versuch. Die Streuung der Bestimmungen war, auch wenn nur die liorgenversuche berücksichtigt wurden, nicht unbedeutend. Die Durchschnittswerte liegen aber auf deutlich getrennten Kurven, die, wie in den früher mitgeteilten Bestimmungen bei Arm-Arbeit in ver- schiedener Körperstellung, ziemlich gleichmäßig verlaufen. Bei noch größeren Arbeitsintensitäten verschwindet die Gleichmäßigkeit aber gänzlich, indem die Pulswerte bei Arbeit mit blutgefüllten Beinen nicht mehr ein steady state innerhalb der Arbeitszeit erreichen, son- dern andauernd steil ansteigen. Ein Beispiel stellt die Abb. 2 dar. Bei . noch größerer Arbeitsintensität zeigten die Pulswerte einen so steilen Anstieg, daß auf eine weitere Untersuchung verzichtet wurde. b. Die artetio-venöse 02-Differenz Die 02-Abgabe pro Liter Blut ist bei allen Stoffwechselintensi- täten deutlich größer bei blutgefüllten als bei blutleeren Beinen. Bei den 4- in Abb. 1 dargestellten Bestimmungen liegen die Werte bei blut- gefüllten Beinen bzw. 32-23,-33 und 220/0 höher als die entspre~ chenden Werte mit blutleeren Beinel!. - Die dargestellten Punkte re- präsentieren Durchschnittswerte von einer Anzahl Bestimmungen mit der Grollmanschen Methodik. - Die Vp. E. A. zeigt normal in lie- gender Stellung und in Ruhe eine auffallend geringe 02-}.usnützung, etwa 45 ce pro Liter. Der Durchschnittswert von 41 cc bei blutleeren Beinen ist wahrscheinlich subnormal, während die Ausnützung in Ruhe bei blutgefüllten . Beinen etwas erhöht ist; die entsprechenden Verte bei erhöhtem 02-Verbrauch liegen deutlich über den N ormahverten.
  • 4. E. 188 ERLING ASMU SSEN UND HOHWÜ CHRISTENSEN t.: fl <u 11 . ';.,,) • ~ quot;quot;..J' ~ (6 le ~ • ~ . / /~ ~ 11.[ 1'1 /2 12 ------~ }/-vq-[)df I{) ce 120 12() ~x S )( IOIl .~. • 6 x SO 80 .~ )( Jt 60 1'10' I'lfl /:~. Q,j V) quot;- • 12!] '10 ~ 12{) ~:/ ~x./ IIJ/J I/}O ~x/ SO 10 x~· • 611 60 ce. ~ pr.l1{n . 601) 20tJ I(}()I} fL;()(J Abb. Pulse, A-V. 02-Differenz und Minuten-Volumen bei Armarbeit mit I. )}blutIeeren« • und mit »blutgefüllten« X Unter-extremitäten c. 02-Aufnahme und Herzminutenvolumen Die 02-Aufnahme pro Minute ist innerhalb der Fehlergrenzen die gleiche, unabhängig davon, ob mit viel oder wenig Blut in den zen- tralen Gefäßen gearbeitet wird (vgl. Abb. 3). Das muß wiederum be- deuten, daß der Kreislauf in beiden Fällen hinreichend groß gewesen ist, um die Sauerstoffversorgung der Muskulatur zu sichern.
  • 5. 189 EINFLUSS DER BLUTVERTEILUNG AUF DEN KREISLAUF USV. f2() I()t) <10 6'() • o .z I .y 6 /'1i.n n.ach IlnJan9 der /1,.6. Abb. Pulswerte bei Arm arbeit, • »blut1eere« und x )}blutgefüllte« 2. Unterextremi täten - .~ ~ ~ 1600- ~ - ~ ~ 120{}r- - iO/J- - fOO - - lf/lfJ ~ - 1f0{} - I I I L 2///J ftJ(J 'I/l1J JIJO 5/J1J kqmj/quot;lil'2. Abb.3'. 02-Aufnahme bei Armarbeit, • »blutleere« und x »blutgefüllte« Unterextremitäten Die Minutenvolumenwette der Abb. I zeigen dagegen eine deut- liche Abhängigkeit zwischen Minutenvolumen und Blutfüllung der zentralen Gefäße; es handelt sich um Unterschiede von etv.ra 300/0, also Größen, die unbedingt nicht belanglos sein können. Leider kann die Absperrung nur kurze Zeit vertragen werden; es wäre nämlich VOll größtem Interesse, zu untersuchen, ob der Kreislauf bei Arbeit mit blutgefüllten Beinen die übrigen gestellten Forderungen, zum Bei- spiel im Dienste der Wärmeregulation, erfüllen kann.
  • 6. E. 190 ERL1NG ASMUSSEN UND HOHWÜ CHRISTENSEN Diskussion Die mitgeteilten Versuchsresultate stützen die Auffassung, daß auch bei Arbeit eine Blutverschiebung von oder zu den zentralen Ge~ fäßen eine Umstellung der Pulsfrequenz notwendig macht. 'Veiter zeigen die Resultate ganz eindeutig, daß die hohen Pulswerte mit nied- rigen Minutenvolumina und die niedrigen Pulswerte mit den hohen Minutenvolumina verbunden sind (vergl. Einleitung). Wir glauben auch hier behaupten zu dürfen, daß die durch eine verschiedene Blut- verteilung (blutleere oder blutgefüllte Unterextremitäten) hervorgeru- fenen Pulsänderungen als wesentlicher Bestandteil einer Kompen- sation für einen geänderten Druck in den zentralen Venen aufgefaßt werden müssen, und damit eine wichtige Ve,ranstaltung zur Aufrecht- erhaltung des Minutenvolumens sind. D aß die hohen Pulswerte in gewissen Fällen als Zeichen einer verminderten Akkommodationsbreite aufgefaßt werden können, glau- ben wir auch wahrscheinlich gemacht zu haben: Die beiden Pulskurven der Abb. 2 zeigen nämlich -einen charakteristischen Unterschied, und zwar einen Unterschied, wie man ihn zwischen trainierten und untrai- nierten Vpn. oder zwischen normalen und kreislaufkranken Vpn. findet, wenn diese einer absolut gleichen aber für die Untrainierten und Patienten maximalen Arbeitsbelastung ausgesetzt werden (vergl. z. B. die Resultate von E. H. Christensen (193 I) an trainierten und untrainierten Vpn. und die Werte von H. E. Nielsen (1937) an nor- malen Vpn. und an Kreislaufkranken) . Die fortwährend ansteigende Pulskurve bei den größten Arbeiten mit blutgefüllten Beinen (Abb. 2) dürfen sicher hier als ein Insuffizienzzeichen aufgefaßt werden, und mit diesen Pulskurven als Ausgangspunkt glauben wir deshalb be- haupten zu können, daß bei einer irbeitsintensität von 540 kgmJMin. und blutgefüllten Beinen sich Symptome eines Versagens des Kreis- laufes zeigen. Die erhöhte Frequenz ist zwar als eine regulatorische Veranstaltung aufzufassen, der andauernd steile Anstieg der Pulskurve ist aber ein Zeichen dafür, daß die Regulation eine vollständige Suf- fizienz kaum mehr sichern kann. Die Auffassung, daß das Minutenvolumen bei blutgefüllten Beinen auch bei kleineren ArbeitsintenS'itäten an der unteren Grenze des nor~alen oder unterhalb dieser Grenze liegt, wird durch Abb. 4 gestützt. Wir haben hier die Werte für Minutenvolumen der Abb. r in die Kurve von H. E. Nielsen (1937) eingetragen, und es zeigt sich, daß die Werte der Versuche mit blutgefüllten Beinen mit denen für die - Patienten zusammenfallen, während die Bestimmungen nlit blutleeren Beinen im oberen Bereich der Werte der normalen, aber untrainierten Vpn. liegen.
  • 7. 191 usw. EINFLUSS DER BLUTVERTEILUNG AUF DEN KREISLAUF 10 • - -6 6- .L • {quot;no ~(JtJ{) 180t} ~ co/hin. 100 ;2iKJ {cp{) Abb. 4. Herzminutenvolumen b.ei Armarl>eit, 0 )blutleere{( und + »blutgefüllte« Unterextremitäten auf der Kurve von H. E. Ni,elsen (I937) ·eingetragen (x nor- J male, untrainierte Vpn. und. kompensierte, herzkranke Patienten) Eine besonders große Blutverschiebung von den zentralen Ge- fäßen erklärt wahrscheinlich auch die hohen Pulswerte, die während der Arbeit bei stark erhöhter Umgebungstemperatur oft gefunden werden, vergl. z. B. die Untersuchungen von Dill u. Mitarb. (193 I). In diesen Versuchen war bei hoher Umgebungstemperatur (340 C und 500/0 Feuchtigkeit) die Pulsfrequenz dem 02-Verbrauch gegenüber enorm erhöht. Das Schlagvolumen war stark erniedrigt, da das Mi~ nutenvolumen den normalen Arbeitswerten bei niedriger Temperatur gegenüber nur relativ wenig erhöht war. Auch bei gleicher Körper- temperatur lagen hier die Pulswerte sehr viel höher, wenn die Um- gebungstemperatur hoch war. Im Dienste der Wärmeregulation wird eine sehr reichliche Durchströmung der Hautgefäße verlangt, und diese Kapazitätsvergrößerung der Hautgefäße bedeutet eine entspre- chende Verminderung der Blutfüllung der zentralen Venen. Das Blut- volumen reicht nicht mehr aus, um eine adäquate Füllung des ver- größerten Strombettes zu sichern. Also auch in diesen Fällen sollten demnach hohe Pulswerte und kleine Schlagvolumina ein Zeichen gro- ßer Blutfüllung der Peripherie und geringer Füllung der zentralen Venen sein. Z~sammenfassung Bei Armarbeit in sitzender Stellung konnte gezeigt werden, daß , Variationen der peripheren Blutverteilung den Kreislauf weitgehend { beeinflussen. B~i großer Blutfüllung der zentralen Gefäße (blutleere Unterextremitäten) ist das Herzminutenvolumen relativ groß und die Pulsfrequenz niedrig; bei kleinerer Blutfüllung (blutgefüllte U nter- extremitäten) ist das Minutenvolumen klein (um 300/0 vermindert) und die Pulzfrequenz hoch. Die hohe Pulsfrequenz wird hier - wie auch
  • 8. 192 E. HOHWÜ ERLING ASMUSSEN UND CHRISTENSEN während Arbeit bei erhöhter Umgebungstemperatur - als eine Kom- pensation für einen geringen, zentralvenösen Druck aufgefaßt. Es wird angeno~men, daß die hohen Pulswerte und die kleinen Schlag- volumina ein Zeichen verminderter Akkomodations breite des Kreis- laufes sind. Literatur Asmussen, E., E. H. Christensen und M. Nielsen, Dies Archiv. 1939. 81. 190. quot;2°4. 21+ 225. Christensen, E. H., Atbeitsphysiol. 1931. 4. 453. Dill, D. B., H. T. Edwards, P. S. Bauer und E. J. Levenson, Ebenda. 1931. 1J:. 508 . Nielsen, H. E., Acta med. scand. 1937. 91. 227.