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Das Herz stellt dem Organismus über den Kreislauf ein
aus reichendes Blutvolumen pro Zeiteinheit zur Verfügung,
das Sauerstoff und Nährstoffe in die peripheren Organe
trans portiert und Kohlendioxid und Abbauprodukte aus
der Peripherie abtransportiert. Zur adäquaten Durchblutung
aller Organe müssen Herz und Kreislauf auch im arteriellen
Gefäßsystem einen ausreichenden Druck gewährleisten.
Auch wenn Herz und Gefäßsystem hochkomplexe zelluläre und
molekulare Strukturen sind, ist eine vereinfachte physikalische
Betrachtung des Herzens als Pumpe durchaus gerechtfertigt. Die
Leistung des Herzens wird über das Produkt aus Schlagvolumen
(dem Hubvolumen der Pumpe) und der Herzfrequenz (der Drehzahl)
beschrieben; Herz-Zeitvolumen = Schlagvolumen x Herzfrequenz.
Das Herz-Zeitvolumen steht seinerseits nach dem Ohm’schen
Gesetz in einem direkten Verhältnis zum Druck; Herz-Zeitvolumen
= Druck : Gefäßwiderstand. Über diese beiden vereinfachten
physikalischen Betrachtungen wird klar, dass die Herzfrequenz eine
zentrale Größe ist, die wesentlich die Leistung des Herz-Kreislaufsystems
für den gesamten Organismus charakterisiert. Unmittelbar
einleuchtend ist in der Folge, dass eine höhere Herzfrequenz eine
höhere Herz-Kreislaufleistung bedingt. Diese Aussage gilt so lange,
wie das Schlagvolumen nicht stärker abnimmt als die Herzfrequenz
zunimmt. Das Schlagvolumen ist nicht nur von der Kontraktionskraft
des Herzmuskels, sondern auch von der Füllung der Herzkammern
abhängig. Die Füllung der Herzkammern erfolgt in der
Diastole, dem Zeitintervall zwischen zwei Kontraktionen. Mit
Zunahme der Herzfrequenz nimmt die Dauer der Diastole
über proportional ab, sodass bei sehr hohen Herzfrequenzen das
Schlagvolumen infolge der schlechteren Füllung des Herzens stark
abnimmt und das Herzzeitvolumen tatsächlich sinkt. Diese Grenzfrequenz
liegt beim Gesunden bei etwa 170/min, beim trainierten
Sportler sogar noch höher. Aus diesen Überlegungen wird deutlich,
dass beim Gesunden über einen weiten Bereich eine höhere Herzfrequenz
eine bessere Herz-Kreislaufleistung kennzeichnet. In diesem
Sinne ist die eher niedrige Herzfrequenz des trainierten Sportlers
unter Ruhe bedingungen Grundlage für eine besondere
Steigerungsfähigkeit der Herzfrequenz und der Herz-Kreislaufleistung
unter Belastung. Die niedrige Herzfrequenz unter Ruhebedingungen
ist Folge der hohen Aktivität des parasympathischen
Nervensystems (des Vagus) und reflektiert einen guten Trainingszustand.
Unter Ruhebedingungen sind das Schlagvolumen des
Herzens und die Fähigkeit der Peripherie, Sauerstoff und Nährstoffe
aus dem Blut zu ziehen, für die Versorgung des Organismus ausreichend.
Unter Belastung wird die Aktivität des parasympathischen
Nervensystems zurückgenommen und die des sympathischen
Nervensystems gesteigert, in der Folge steigen Herzfrequenz und
Herzkraft. Die Steigerung der Herzfrequenz selbst trägt sogar in
geringem Umfang zur Steigerung der Herzkraft bei und kompensiert
so die abnehmende Füllung der Herzkammern (positive Kraft-
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