Das Herz ist die wichtigste Pumpe in Deinem Körper. Die Kontraktion der Herzmuskulatur merkst Du dabei sogar selbst in Form Deines Herzschlags. Damit das Herz pumpt und das frische, sauerstoffreiche Blut in Deinen Körper gelangt, müssen die Herzmuskelzellen regelmäßig elektrisch erregt werden. Dafür gibt es im Herz ein eigenes, autonomes Erregungsleitungssystem.
Herz Erregungsleitung einfach erklärt
Damit Dein Herz regelmäßig frisches Blut in Deinen Körper pumpen und kontrahieren kann, also sich zusammenziehen kann, braucht Dein Herz elektrische Signale. Für dieses Signal sorgt der sogenannte Sinusknoten im rechten Vorhof. Er stellt den Startpunkt für die sogenannte Erregungsleitung innerhalb des Herzens dar.
Das Erregungsleitungssystem des Herzens ist ein autonomes System spezialisierter Herzmuskelzellen, den sogenannten Schrittmacherzellen. Sie leiten die elektrischen Impulse für die Kontraktion an die muskuläre Wand (Myokard) des Herzens weiter.
Über verschiedene Etappen gelangt der elektrische Impuls zu seinem Ziel, dem Myokard. Dort wird der elektrische Impuls in einen mechanischen Impuls umgewandelt und die Herzmuskulatur kontrahiert. Diese Kontraktion nimmst Du selbst als Deinen Herzschlag wahr.
Das Herz eines gesunden, erwachsenen Menschen schlägt in der Minute etwa zwischen 60 und 80 Mal. Diesen Rhythmus nennt man auch Sinusrhythmus. Taktgeber des Sinusrhythmus ist der Sinusknoten.
Das Aktionspotenzial im Herz
Um eine Kontraktion eines Muskels hervorzurufen, braucht der Muskel einen Reiz. Dieser Reiz wird dabei von Nervenzellen an den entsprechenden Muskel weitergeleitet. Diese Reiz-Reaktions-Kette gibt es auch bei der Herzmuskulatur. Nervenzellen vermitteln diesen Reiz mithilfe des sogenannten Aktionspotenzials.
Als Aktionspotenzial bezeichnet man eine kurz anhaltende Änderung des Membranpotentials, also der elektrischen Spannung an der Zellmembran. Diese Änderung ermöglicht die Reizweiterleitung. Weil es sich hierbei um eine elektrische Spannung handelt, wird zur Beschreibung des Aktionspotenzials die Einheit mV (Millivolt) verwendet.
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Im Herz wird dieses Aktionspotenzial durch die Schrittmacherzellen eigenständig und spontan erzeugt. Es dient dazu, die Kammermuskulatur zu erregen und in der Folge zur Kontraktion zu bringen. Hierfür wird das elektrische Signal im Rahmen der Erregungsleitungen an das Myokard weitergeleitet, woraufhin es dort zu einer elektromechanischen Kopplung kommt.
Die elektromechanische Kopplung bezeichnet die Umwandlung des Aktionspotenzials in eine Muskelkontraktion. Das bedeutet, dass ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung umgewandelt wird.
Das Herz bildet ein Pump-Saug-System und sorgt dafür, dass sauerstoffreiches Blut in den Körper gepumpt wird, während sauerstoffarmes Blut aus dem Körper angesaugt wird. Dafür ist es wichtig, dass nach einer Kontraktion der Herzmuskulatur eine ausreichend lange Ruhephase erfolgt. Das bedeutet, dass eine Herzmuskelzelle, nach der Erregung, für eine gewisse Zeit nicht mehr erregbar ist. Diese Phase nennt man auch Refraktärphase.
Der Einfluss des Nervensystems
Die Herzfrequenz und die Kontraktionskraft des Herzens kann durch das autonome Nervensystem stimuliert werden. So sorgt der Sympathikus dafür, dass Dein Herz bei Gefühlen wie Angst schneller schlägt und die Kontraktionskraft gesteigert wird. Wenn Du Dich entspannst, stimuliert der Parasympathikus die Herzfrequenz. Dein Herzschlag verlangsamt sich und die Schrittmacherfrequenz im Sinusknoten sinkt.
Erregungsleitung Herz – Vorgang und Anatomie
Du hast bestimmt schon einmal von den beiden Herzphasen Diastole (Füllungsphase) und Systole (Anspannungsphase) gehört. Dabei kommt es im Herz zu Muskelkontraktionen, die dafür sorgen, dass die Kammern gefüllt und das frische, sauerstoffreiche Blut in den Körper gepumpt werden kann. Wie Du bereits weißt, besitzt das Herz hierfür kontrahieren das sogenannte Erregungsbildungssystem sowie das Erregungsleitungssystem.
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Insgesamt kannst Du Dir bei der Erregungsleitung im Herzen zwei Systeme merken. Das Erregungsbildungssystem und das Erregungsleitungssystem. Beide System sind miteinander verknüpft und arbeiten gemeinsam, um die Herzmuskulatur zum Kontrahieren zu bekommen. Grundsätzlich kannst Du Dir folgende Stationen innerhalb der beiden Systeme merken:
- Sinusknoten
- Atrioventrikularknoten (AV-Knoten)
- His-Bündel
- Twara-Schenkel
- Purkinje-Fasern
Erregungsbildungssystem
Mithilfe des Erregungsbildungssystems wird der Rhythmus für die Herzschläge vorgegeben und angelegt. Dabei spielen der Sinusknoten und der AV-Knoten eine wichtige Rolle als primärer und sekundärer Schrittmacher.
Sinusknoten
Der Sinusknoten bezeichnet die wichtigste Struktur im Bezug auf die Erregungsprozesse im Herz. Er wird auch als primärer Schrittmacher bezeichnet und ist ca. 1-2 cm lang. Du findest den Sinusknoten in der Wand des rechten Vorhofs. Im Sinusknoten wird im Regelfall das elektrische Signal, also das Aktionspotenzial, gebildet. Er sendet das Aktionspotenzial über die Vorhofmuskulatur an den AV-Knoten weiter. Während der Erregungsausbreitung über die Vorhofmuskulatur kommt es dort zur Kontraktion.
Da der Sinusknoten die Frequenz des Herzschlags bestimmt, kannst Du Dir den Sinusknoten auch als Taktgeber des Herzens merken.
Atrioventrikularknoten (AV-Knoten)
Der elektrische Impuls des Sinusknoten gelangt dann über die Vorhofmuskulatur zu einem weiteren Schrittmacherzentrum. Dieses Schrittmacherzentrum ist der AV-Knoten und wird auch als sekundärer Schrittmacher bezeichnet. Den AV-Knoten findest Du am Boden des rechten Vorhofs, dicht an der Grenze zwischen Vorhof und Kammer. Er leitet die elektrischen Impulse nicht nur weiter, sondern verzögert die Erregungsleitung dabei auch. Die Verzögerung der Erregungsleitung sorgt dafür, dass Vorhofkontraktion und Kammerkontraktion zeitlich versetzt ablaufen können. Das ist wichtig, damit die Kammermuskulatur nicht schon kontrahiert, bevor die Kammern überhaupt mit Blut gefüllt sind.
Genau wie der Sinusknoten ist auch der AV-Knoten zu einer spontanen, automatisierten Impulsbildung fähig. Dadurch kann er, bei einem Ausfall des Sinusknoten als primärer Schrittmacher, als sekundärer Schrittmacher fungieren. Allerdings liegt die Frequenz des AV-Knotens mit etwa 40 bis 50 Impulsen deutlich unter denen des Sinusknoten, mit 60 bis 80 Impulsen pro Minuten.
Erregungsleitungssystem
Anschließend an das Erregungsbildungssystem folgt das Reizleitungssystem bzw. das Erregungsleitungssystem. Hier werden die elektrischen Impulse des Erregungsbildungssystems auf die Arbeitsmuskulatur des Herzens weitergeleitet und die Kontraktion der Herzkammern ermöglicht. Für die Weiterleitung der Impulse sorgen definierte Bahnen von spezialisierten Herzmuskelzellen, den sogenannten Schrittmacherzellen.
His-Bündel
Das His-Bündel ist der membranöse Abschnitt der Scheidewand zwischen den beiden Hauptkammern, dem Kammerseptum. Dort teilt sich das His-Bündel in zwei Äste auf, die Tawara-Schenkel.
Tawara-Schenkel
Die Kammerschenkel bzw. die Tawara-Schenkel ziehen an beiden Seiten der Kammerscheidewand in Richtung Herzspitze. Dort teilen sie sich noch mal weiter auf in die sogenannten Purkinje-Fasern.
Purkinje-Fasern
Die Purkinje-Fasern sind die Endaufzweigungen. Hier wird die elektrische Erregung direkt an die Kammermuskulatur (Ventrikelmyokard) weitergegeben, sodass diese kontrahieren. Dadurch gelangt das Blut der linken Herzkammer in die Hauptschlagader (Aorta) und das der rechten Kammer in die Lungenarterie (Arteria pulmonalis).
Auch die Fasern des Erregungsleitungssystems können selbstständig elektrische Impulse erzeugen (tertiärer Schrittmacher). Hier beträgt die Frequenz ca. 25 bis 40 Schläge pro Minute.
Die Reihenfolge der Erregungsleitung
Der Sinusknoten bildet den Anfang der Erregungsleitung. Vom Sinusknoten breitet sich die Erregung über die Herzvorhöfe aus und erreicht den AV-Knoten. Dieser setzt die Erregung zeitlich verzögert auf das His-Bündel fort. Über die sich anschließenden Tawara-Schenkel und Purkinje-Fasern kann die Erregung so auf die gesamte Kammermuskulatur übergehen.
Die Kontraktion geht dabei von der Ventilebene aus in Richtung Herzspitze. Der während der Systole durch Unterdruck entstehende Sog auf die Vorhöfe ermöglicht dabei deren Füllung.
Erregungsleitung Herz Störung
Das elektrische Potenzial innerhalb des Herzens ist durch die einzelnen Etappen anfällig für einige Krankheiten. Eine der Haupterkrankungen ist das sogenannte Vorhofflimmern, von dem Du bestimmt schon einmal gehört hast.
Vorhofflimmern
Vorhofflimmern ist eine häufige Herzrhythmusstörung und kann bei verschiedenen Grunderkrankungen entstehen. In Deutschland sind ca. 1-2 % der Menschen vom Vorhofflimmern betroffen. Vorhofflimmern entsteht durch eine Störung der Frequenz zwischen Vorhöfen und AV-Knoten. Dabei kann es zu unregelmäßigen Herzschlägen (lat. Palpitationen) oder Herzrasen kommen. Zudem kann es für Symptome einer Herzinsuffizienz sorgen oder das Thromboserisiko erhöhen.
Eine Herzinsuffizienz oder auch Herzmuskelschwäche ist eine Krankheit, bei der das Herz nicht mehr in der Lage ist, den Körper und seine Organe ausreichend mit Sauerstoff zu versorgen.
Wolff-Parkinson-White-Syndrom
Damit die Koordination des Erregungsleitungssystems problemlos funktionieren kann, ist das Zusammenspiel zwischen Myokard und Herzskelett besonders wichtig.
Das Herzskelett bildet die bindegewebige Schicht zwischen den Vorhöfen und Herzkammern. Es sorgt dafür, dass die einzelnen Herzklappen fest verankert sind und andererseits dient es als elektrische Isolationsschicht zwischen den Vorhöfen und den Herzkammern.
Bei dem Wolff-Parkinson-White-Syndrom kommt es zu einer Art "Kurzschluss" der elektrischen Isolationsschicht. Die Muskelbündel bzw. die sogenannten Kent-Bündel überspringen die Isolationsschicht und ziehen direkt von der Vorhofmuskulatur zur Kammermuskulatur. Dadurch kann die elektrische Erregung nicht mehr ordnungsgemäß im AV-Knoten gebremst werden und es kommt zu einem beschleunigten Herzschlag (Tachykardie).
Erregungsleitung Herz – Das Wichtigste
- Spezialisierte Herzmuskelzellen (Schrittmacherzellen) leiten elektrische Impulse an die muskuläre Wand des Herzens weiter.
- Es handelt sich dabei um ein autonomes System.
- Das Aktionspotenzial wird durch die Schrittmacherzellen eigenständig und spontan erzeugt.
- Die elektromechanische Kopplung sorgt für die Umwandlung des elektrischen Signals in ein elektromechanisches Signal und für die Kontraktion der Herzkammermuskulatur.
- Das Erregungsbildungssystem sorgt für die Impulsgebung und besteht aus dem Sinusknoten und dem AV-Knoten.
- Das Erregungsleitungssystem folgt auf das Erregungsbildungssystem und besteht aus dem His-Bündel, den Tawara-Schenkeln und den Purkinje-Fasern.
- Häufigste Herzerregungsstörungen sind Vorhofflimmern und das Wolff-Parkinson-White-Syndrom.
Nachweise
- amboss.de: Herzerregung (09.08.2022)
- doccheck.de: Erregungsleitungssystem des Herzens (09.08.2022)
- viamedici.thieme.de: Erregungsentstehung und Erregungsausbreitung im Herzen (09.08.2022)
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