36  Lüseher: Uber die mechanischen Probleme der Herztätigkeit. e 
Ist ein rechter Herzteil vollständig von einem lin- 
ken getrennt, wie das zum Beispiel für die Säuge- 
tiere zutrifft, so kann rechter und linker Herz- 
abschnitt gesondert betrachtet werden, Dann 
stehen nur auf jeder Seite zeitweise Vorhof und 
Ventrikel in offener Verbindung. 
Was beim Herzen vor allem interessiert, ist 
die Leistung von mechanischer Energie, durch 
welche die Bewegung des Blutes aufrechterhalten 
wird. Sie entsteht aus chemischer Energie, die 
durch chemische Umsetzungen während der Er- 
regung frei wird. An Hand der obigen Be- 
wegungsgleichung und thermodynamischer Be- 
trachtungen ist es möglich, darüber näheren Auf- 
schluß zu erhalten. 
Nach dem ersten Wärmesatz ist: 
Dr A ek 
Dabei bedeutet: 
U,— U; = Energieabnahme des Systems, 
A = geleistete mechanische Energie, 
Q = auftretende Warmemenge. 
Die mechanische Energie berechnet sich nach 
Gleichung (1) zu: 
v; 
A= yee ee 
Vi 
wobei: 
— äußerer Gegendruck, 
V = Volumen, 
dm —= Masse eines Flissigkeits- oder Muskel- 
teilchens, 
v» = Lineargeschwindigkeit des Teilchens. 
Die Warmemenge setzt sich gleichfalls aus 
mehreren Faktoren zusammen: 
1. Es wird Wärme durch die Reibung in der 
Herzwand und in der Flüssigkeit erzeugt: 
Das mechanische Äquivalent lautet nach Glei- 
chung (1): 
fi & *) dV 
2. Bei dem ee geht ein Teil der 
chemischen Energie direkt in Wärme über. 
Ferner kann zunächst potentielle mechanische 
Energie entstehen und diese auf bis jetzt unbe- 
kanntem Wege in Wärme übergehen. Dies ist 
zum Beispiel der Fall bei der isometrischen Kon- 
traktion, bei der keine Bewegung und daher auch 
keine Reibung auftritt. Endlich bildet sich elek- 
trische Energie, die gleichfalls zu Wärme ent- 
wertet wird. , Der letztere Anteil ist übrigens, 
wie A. V. Hill berechnete, relativ sehr klein. 
Diese Wärmemengen zusammen sollen als ©’ he- 
zeichnet werden. 
‚ Durch rm in Formel (2) ergibt sich: 
"en nats fod ape Bees 
fr. (Gye vE@ 
Vai 

Infolge der elastischen Kraft honibet der ruhende 
Herzmuskel eine bestimmte potentielle Energie, 
welche sich ebenfalls in Arbeit und Wärme um- 
setzen kann. Sie hat nach Gleichung (1) den 
Wert: 
Ve 
e(V)dV 
Vi 
ie 
wissenschaften oe 

Bedeutet Us die Abnahme des Systems an chemi- : 
scher Energie, so ist 
Ve 
U,— U,= nt fen ie 
Y 5 
Die Schlußgleichung lautet demnach: 
V2 
u+ fomav 
V; 
fr: r+ ya = frl)arre @ 
In dieser Form gilt die Gleichung für die Ent- 
leerung des Herzens. 
chung (1). 
Diese Gleichung ist deshalb von theoretischer : 
Weise 
sich die che- 
Bedeutung, weil sie in übersichtlicher 
zeigt, in welche: Energieformen 
mische Energie der Kontraktion umsetzt. 
Es läßt 
sich daraus unter anderem auch der Wirkungs- 
grad der chemischen Prozesse der Muskelkontrak- 
tion bestimmen, das heißt das Verhältnis der im 
Maximum auftretenden mechanischen Energie 
zum gesamten Energieverbrauch. Weizsäcker be- 
zeichnet ihn; als thermodynamischen Wirkungs- 
grad. Die mechanische Energie ist für “diesen 
speziellen Fall gleich der Summe der drei ersten 
Glieder der rechten Seite zu setzen, da die mecha- 
In bezug auf die einzelnen 
Herzabschnitte gilt das gleiche wie für Glei- — 

nische Energie in einem reibungslosen System 
‚um das mechanische Äquivalent der Reibungs- 
wärme vermehrt wäre. Dazu käme noch ein 
bestimmter Bruchteil von Q’, da potentielle 
mechanische Energie, wie _ erwähnt, auch 
direkt in Wärme umgesetzt wird. 
ersten Glieder lassen. sich experimentell messen 
und das dritte Glied unter bestimmten Vor- 
aussetzungen annäherungsweise bereehnen, Auch 
unter Vernachlässigung des Anteiles von Q’ 
ergeben sich dabei Wirkungsgrade zwischen 40 4g 
bis 50%, das heißt die chemische Energie kann 
"sich zu 40—50% in mechanische Energie um- — 
Dies gilt zum mindesten für den Ven- 
A.V. Hill konnte 
ferner feststellen, daß etwa die Hälfte der chemi- _ 
Kontraktion frei 
wird und es ergibt sich daher für die Kontrak- 
tion selbst ein Wirkungsgrad von 80—90% im _ 
setzen. 
trikel des Froschherzens. 
schen Energie erst nach der 

RL 
Die zwei 

