Junktionaler Ersatzrhythmus

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 8. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Der junktionale Ersatzrhythmus des Herzens setzt ein, sobald der normale Rhythmusgeber, der Sinusknoten im rechten Vorhof, ausfällt oder die Frequenzvorgabe unter etwa 60 Hz abfällt. Die Reizbildung entsteht in der Verbindungszone des Atrioventrikularknotens (AV-Knoten), His-Bündel und rechtem Vorhof, da der AV-Knoten selbst keine Automatie zur Spontandepolarisierung besitzt. Der junktionale Ersatzrhythmus zeigt einen typischen Rhythmus von 40 bis 60 Hz.

Was ist der junktionale Ersatzrhythmus?

Der junktionale Ersatzrhythmus des Herzens setzt ein, sobald der normale Rhythmusgeber, der Sinusknoten im rechten Vorhof, ausfällt oder die Frequenzvorgabe unter etwa 60 Hz abfällt.

Die primäre Erregungsbildung des Herzens geht vom Sinusknoten aus, der sich in der Wand des rechten Vorhofs an der Einmündungsstelle der oberen Hohlvene befindet. Der junktionale Ersatzrhythmus dient als sekundärer Herz-Schrittmacher. Er geht von der Verbindungsregion AV-Knoten, His-Bündel und rechtem Vorhof (Atrium) aus, da der AV-Knoten selbst keine Spontanpolarisierungen zeigt und deshalb als Taktgeber ungeeignet ist.

Der junktionale Ersatzrhythmus springt immer dann automatisch als Absicherung ein, wenn in einem Zeitraum von etwas mehr als einer Sekunde die elektrischen Reize des Sinuknotens ausbleiben. Aufgrund seiner typischen Eigenfrequenz von 40 bis 60 Entladungen pro Sekunde, übernimmt der Ersatzrhythmus das Kommando nicht nur bei einem Totalausfall des Sinusknotens, sondern auch in den Fällen, in denen die vorgegebene Frequenz unter die Eigenfrequenz des junktionalen Ersatzrhythmus absinkt.

Bei einer Aktivierung des Ersatzrhythmus werden die Vorhöfe in der Regel nicht oder nur rückwärts gerichtet (retrograd) erregt. Im EKG macht sich das durch das Fehlen der P-Welle oder durch eine negative P-Welle bemerkbar. Die P-Welle repräsentiert den Erregungsverlauf der Vorhöfe und erscheint im EKG bei Menschen mit normalem Sinusrhythmus jeweils vor dem QRS-Komplex mit der markanten R-Zacke.

Funktion & Aufgabe

Durchblutungsstörungen wegen einer koronaren Herzerkrankung, Herzklappenfehler, entzündlicher und degenerativer Prozesse innerhalb des Herzens sowie Herzmuskelerkrankungen sind typische kardiale Krankheitsbilder, die eine manifeste Herzrhythmusstörung auslösen können, die zunächst vom Sinusknoten ausgeht. Alle Umstände und Krankheiten, die den Sinusrhythmus beeinträchtigen können, werden unter dem Begriff Sick-Sinus-Syndrom zusammengefasst.

Das „Einspringen“ des Junktionalen Ersatzrhythmus kann in diesen Situationen unter Umständen lebensrettend sein. Typische außerhalb des Herzens liegende Ursachen für Störungen des Sinusrhythmus können beispielsweise Erkrankungen der Schilddrüse, Störungen des Hormonhaushalts, fiebrige Erkrankungen und eine Lungenembolie sein.

Obwohl die Erregungsbildung und die Erregungsleitung des Herzens weitestgehend autonom vor sich gehen, muss sich vor allem die Schlagfrequenz des Herzens bzw. die pro Zeiteinheit geförderte Blutmenge den Anforderungen anpassen können, weshalb beispielsweise Botenstoffe des sympathischen und des parasympathischen Nervensystems sowie einige Hormone auf die Steuerung des Herzrhythmus und des Blutdrucks Einfluss nehmen können.

Das bedeutet, dass nicht nur Hormonstörungen einen negativen Einfluss nehmen können, sondern auch Medikamente (in Form unerwünschter Nebenwirkungen) und Neurotoxine zu erheblichen Herzrhythmusstörungen und Funktionsbeeinträchtigungen des Sinusknotens führen können. In die Kategorie extrakardiale Störungen fallen auch Elektrolytstörungen, besonders Kaliummangel, der den primären Herzrhythmus in Unordnung bringen kann.

Eine Sondersituation ist bei Elektrounfällen gegeben, da Elektrounfälle in der Natur an Land nicht vorkommen, außer bei sehr seltenen Blitzunfällen. Innerhalb der Evolution hat deshalb kein Schutzmechanismus entwickelt, der dem Herz-Kreislauf-System entsprechenden Schutz bieten könnte. Auch in diesen Fällen steht der junktionale Ersatzrhythmus als Absicherung für den Primärschrittmacher Sinusknoten bereit und kann unter Umständen lebensrettend sein.

Krankheiten & Beschwerden

Bei normaler Funktionstüchtigkeit des Sinusknotens gehen vom junktionalen Ersatzrhythmus keinerlei Beschwerden oder Gefahren aus. Gefahren im Zusammenhang mit dem junktionalen Ersatzrhythmus können jedoch bei Vorliegen des meist genetisch bedingten Wolf-Parkinson-White-Syndroms (WPW-Syndrom) oder bei einem sogenannten AV-Block entstehen. Symptomatisch für das WPW-Syndrom sind elektrische Erregungen, die zwischen den Vorhöfen und den Kammern kreisen.

Die Ursache für die kreisenden Ströme ist eine, oder in sehr seltenen Fällen auch mehrere, zusätzliche Leitungsbahn, die die Vorhöfe mit den Kammern direkt verbindet, so dass der AV-Knoten elektrisch überbrückt wird. Die Anlage der zusätzlichen Leitungsbahn zwischen Vorhof und Kammer ist genetisch bedingt, löst aber nicht zwangsweise das WPW-Syndrom aus. Am häufigsten tritt es bei Zwanzig- bis Dreißigjährigen auf. Symptomatisch für das Syndrom ist ein zeitweise zu beobachtendes Herzrasen (Tachykardie).

Ein AV-Block hingegen beinhaltet eine verzögerte, eine zeitweise oder eine dauerhafte Unterbrechung der Weiterleitung der elektrischen Impulse von den Vorhöfen zu den Kammern. AV-Blocks können aufgrund angeborener Anomalien des Herzens entstehen oder später erworben werden. Zu den Ursachen zählen entzündliche Prozesse im Herzen, Autoimmunerkrankungen oder Nebenwirkungen von Medikamenten. Insbesondere Antiarrhythmika, Herzglykoside und Betablocker können einen AV-Block verursachen. Im Falle medikamentöser Nebenwirkungen ist der AV-Block in den meisten Fällen allerdings reversibel.

AV-Blocks werden in die Schweregrade I, II und III eingeteilt. Bei einem AV-Block I. Grades handelt es sich lediglich um eine verzögerte Weiterleitung des Signals auf mehr als 200 Millisekunden, was sich im EKG an der Zeitspanne zwischen Beendigung der P-Welle (Kontraktion der Vorhöfe) bis zum Einsetzen des QRS-Komplexes ablesen lässt. Ein AV-Block II. Grades zeichnet sich dadurch aus, dass in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen Vorhofkontraktionen nicht weitergeleitet werden und die Kammerkontraktion dann letztlich ausfällt. Bei einem Block III. Grades kann das Kontraktionssignal an die Kammern vollkommen ausfallen, so dass meist der Kammerersatzrhythmus als zweite körpereigene Absicherung einsetzt.

Quellen

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