Transmuraler Druck

Der transmurale Druck, kurz P_tm, ist der Druck, der auf die Wand eines Hohlorgans (z.B. Blutgefäß, Herz) einwirkt. Er stellt die Differenz zwischen Innendruck und Außendruck dar.

Der transmurale Druck wird durch die Differenz des Innendrucks und Außendrucks berechnet:

$${\displaystyle P_{tm}=P_{i}-P_{e}}$$

3.1. Herz

Der transmurale Druck des Herzens wird aus der Differenz zwischen intrakardialem und extrakardialem Druck berechnet. Der Druckunterschied ist wichtig für das Öffnen und Schließen der Herzklappen. Ist der Druck in der Herzkammer höher, öffnen sich die Herzklappen und das Blut kann ausströmen. Ist der Druck außerhalb der Herzwand höher, schließen sich die Herzklappen, wodurch der Rückfluss des Blutes verhindert wird.

Mathematisch wird das Herz im Rahmen des Laplace-Gesetzes als Hohlkugel betrachtet, woraus sich folgende Formel zur Berechnung der Wandspannung ergibt:

$${\displaystyle K={\frac {P_{tm}\times r}{2\times d}}}$$

• K = Wandspannung
• P_tm = transmuraler Druck
• r = Gefäßradius
• d = Wanddicke

3.2. Blutgefäße

In Blutgefäßen wird der transmurale Druck aus der Differenz zwischen intra- und extravasalem Druck berechnet. Da der extravasale Druck in den meisten Geweben vergleichsweise gering ist, entspricht der intravasale Druck in Arterien i.d.R. dem transmuralen Druck. In Venen sowie in den Strömungsgebieten des Herzens, der Lunge und der Skelettmuskulatur wird der transmurale Druck entscheidend vom extravasalen Druck beeinflusst, sodass er nicht mit dem intravasalen Druck gleichgesetzt werden kann.

Die Blutgefäße werden idealisiert als Zylinder betrachtet. Daraus ergibt sich folgende Anpassung des Laplace-Gesetzes zur Berechnung der Wandspannung:

$${\displaystyle K={\frac {P_{tm}\times r}{d}}}$$

In einem Blutgefäß mit niedrigem oder fallendem Blutdruck und entsprechend niedrigem transmuralen Druck, kann die Wandspannung so gering werden, dass die Wand kollabiert und es zu einem Gefäßverschluss kommt.

Bei Aneurysmen wird angenommen, dass ein erhöhter transmuraler Druck die Rupturrate beeinflusst.

• Jaslove et al. Transmural pressure signals through retinoic acid to regulate lung branching. Development. 149(2): dev199726. 2022
• Deetjen et al. Physiologie. Elsevier 4. Auflage. 2004
• Schmidt et al. Physiologie des Menschen. Springer. 30. Auflage 2007