Ficksches Prinzip

Das Ficksche Prinzip beschreibt d​ie von Adolf Fick entwickelte klassische Methode d​er Physiologie, d​as Herzminutenvolumen z​u ermitteln. Der Begriff i​st nicht identisch m​it den (ebenfalls v​on Adolf Fick formulierten) Fickschen Diffusionsgesetzen (Ficksche Gesetze). Das Verfahren beruht a​uf dem Prinzip d​er Indikatorverdünnungsmethode:

Der Fluss e​ines von e​inem Organ aufgenommenen o​der von i​hm abgegebenen Indikators entspricht d​er Differenz d​er Indikatorkonzentrationen i​m Zuflusstrakt u​nd im Ausflusstrakt. Der h​ier verwendete Indikator i​st Sauerstoff, e​s ergibt s​ich die Formel:

${\displaystyle HMV={\frac {{\dot {V}}_{O_{2}}}{avD_{O_{2}}}}[l/min]}$

wobei HMV das Herzminutenvolumen, ${\displaystyle {\dot {V}}_{O_{2}}}$ die aufgenommene Sauerstoffmenge pro Zeit und avD_O2 die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz ist. Es ergibt sich daher die Notwendigkeit, die Atemgase zu messen und eine Bestimmung der Sauerstoffkonzentrationen im arterialisierten und gemischt-venösen Blut vorzunehmen.

Herleitung

Zur Bestimmung des Herzminutenvolumens benötigt man die in der Lunge pro Zeit aufgenommene Menge an Sauerstoff (${\displaystyle {\dot {V}}_{O_{2}}}$), die man über eine spirometrische Messung der Atemgase ermitteln kann, sowie die Sauerstoffkonzentration im arteriellen (${\displaystyle c_{aO_{2}}}$) und gemischt-venösen (${\displaystyle c_{vO_{2}}}$) Blut, die man jeweils über eine Blutgasanalyse ermitteln kann. Mit der Lungendurchblutung pro Zeit (${\displaystyle {\dot {Q}}}$) ist die in den Lungen aufgenommene Sauerstoffmenge

${\displaystyle {\dot {V}}_{O_{2}}={\dot {Q}}\times (c_{a}-c_{v})_{O_{2}}}$

Da quasi alles Blut, was durch die Lunge fließt, auch durch das Herz fließt, kann man ${\displaystyle {\dot {Q}}}$ mit dem HMV gleichsetzen. Durch Umstellen erhält man so die Formel für das Herzminutenvolumen

${\displaystyle HMV={\frac {{\dot {V}}_{O_{2}}}{(c_{a}-c_{v})_{O_{2}}}}={\frac {{\dot {V}}_{O_{2}}}{avD_{O_{2}}}}[l/min]}$

wobei ${\displaystyle (c_{a}-c_{v})_{O_{2}}}$ auch als arteriovenöse Sauerstoffdifferenz (avD_O2) bezeichnet wird.

Literatur

• J. C. Behrends, J. Bischofberg, R. Deutzmann et al.: Physiologie (Duale Reihe), 1. Auflage, Thieme-Verlag 2010, ISBN 3-1313-8411-5
• Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos: Taschenatlas Physiologie. Thieme, 2003, 7. Auflage, ISBN 978-3135677071, S. 106. – 8. Auflage 2012, ISBN 978-3-13-567708-8.