Windkesseleffekt

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Als Windkesseleffekt oder biologische Windkesselfunktion bezeichnet man in der Physiologie den Druckausgleich durch die Elastizität der herznahen Arterien (vor allem der Aorta). Hierdurch wird die starke Druckdifferenz zwischen Systole (Phase des Blutauswurfs durch Kontraktion des Herzmuskels) und Diastole (Entspannung des Herzmuskels) verringert.

Dabei vergrößert sich das Volumen des Aortenbogens – gleichzeitig steigt die Wandspannung durch Vergrößerung des Durchmessers. Auf diese Weise wird ein Teil der Energie aus der Herzarbeit gespeichert und nach Verschluss der Aortenklappe durch Abfluss aus dem Aortenbogen in Arbeit gegen den Gefäßwiderstand und in Bewegungsenergie umgesetzt. Die Stärke des Pulses und der Blutstrom (durch die kurzzeitige Speicherung von Blut) werden so harmonisiert. Das bedeutet, dass der ursprünglich in Herznähe vorhandene Druck soweit abgebaut wird, dass er in den Kapillaren keine Zerstörung bewirkt und der Blutstrom zu einem relativ konstanten Fluss wird.

Obwohl der Windkesseleffekt äußerst gering ist – bei einem jungen Erwachsenen entspricht er lediglich einer Volumenänderung von etwa 40 ml – spielt er eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Blutdrucks. Daneben ist die zur Aufdehnung der Arterien benötigte Arbeitsleistung des Herzens ein wesentlicher Bestandteil der Nachlast.

Der Begriff des Windkessels geht auf handbetriebene Feuerwehrpumpen zurück, bei denen in starrwandigen Gefäßen durch Kompression einer großen Luftblase eine kontinuierliche Druckabgabe erzielt wurde.