Windkesselfunktion

Als Windkesselfunktion bezeichnet man in der Physiologie die Eigenschaft der elastischen Arterien, insbesondere der Aorta, den durch die rhythmischen Kontraktionen des Herzens pulsierenden Blutstrom in einen gleichmäßigen Volumenstrom umzuwandeln.

Die hohe Dichte elastischer Fasern (hohe Compliance) innerhalb der Gefäßwand ermöglicht die passive Dehnung des initialen Gefäßabschnittes und die kurzfristige Speicherung des Blutvolumens. So wird ein Teil der kinetischen Energie in potentielle Energie umgewandelt. In der Diastole wird dann durch das Retraktionsbestreben der Gefäßwand die gespeicherte Energie wieder in kinetische Energie umgewandelt und ermöglicht so den Weitertransport des Blutes. Hierbei wiederholen sich Dehnung und Retraktion der folgenden Gefäßabschnitte, so dass die vom Herzen erzeugten Druck- und Strömungspulse (Amplituden) gedämpft werden und ein gleichmäßiger kontinuierlicher Blutstrom erfolgt.

Strömungsmechanische Konsequenzen des Windkesseleffektes sind ein Absinken der maximalen und eine Erhöhung der minimalen Volumenstromstärke (I), sowie ein daraus resultierender Abfall der maximalen und Anstieg der minimalen Druckdifferenz p. Es gilt in Anlehnung an das Ohm´sche Gesetz die Beziehung:

$${\displaystyle p=R*I}$$

Mit zunehmendem Alter nimmt die Compliance der Blutgefäße und damit der Windkesseleffekt ab. Gründe dafür sind der fortschreitende Umbau der Arterienwand mit Ersatz von elastischen Fasern durch Kollagenfasern und vermehrte arteriosklerotische Ablagerungen. Das führt zu einer vergrößerten Druckamplitude zwischen Diastole und Systole und zu einer Mehrbelastung des linken Herzens.