Schrittmacherpotenzial

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

Letzte Aktualisierung am: 13. November 2021

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

Sie sind hier: Startseite Körperprozesse Schrittmacherpotenzial

Das Schrittmacherpotenzial ist das Aktionspotenzial der Schrittmacherzellen im Herzen. Es ist Voraussetzung für einen regelmäßigen Herzschlag und somit elementar für die Herzfunktion.

Was ist das Schrittmacherpotenzial?

Das Schrittmacherpotenzial ist das Aktionspotenzial der Schrittmacherzellen im Herzen.

Die normale Herzschlagfrequenz in Ruhe liegt bei einem gesunden Menschen zwischen 50 und 100 Schlägen pro Minute. Dieser Puls wird in speziellen Zellen des Herzgewebes generiert. Diese befinden sich gebündelt im Sinusknoten. Der Sinusknoten wird deshalb auch als erster Schrittmacher bezeichnet. Er befindet sich im Herzvorhof im Bereich der Mündung der oberen Hohlvene.

Der Sinusknoten bildet zusammen mit dem AV-Knoten, den Purkinje-Fasern, den Tawara-Schenkeln und dem His-Bündel das Erregungsbildungssystem des Herzens. Der Rhythmus, der durch den Sinusknoten entsteht, wird auch Sinusrhythmus genannt.

Falls der Sinusknoten ausfällt, können auch die anderen Teile des Erregungsbildungssystems einen Herzrhythmus herstellen. Allerdings fällt dieser meist langsamer aus als der Sinusrhythmus. Die Voraussetzung für den Herzschlag ist das Schrittmacherpotenzial der Schrittmacherzellen im Erregungsbildungssystem.

Funktion & Aufgabe

Nervenzellen und auch die Zellen des Herzmuskels besitzen ein konstantes Ruhepotenzial. Dieses liegt je nach Zelltyp zwischen -100 und -50 mV. Bei den meisten Nervenzellen liegt eine Spannungsdifferenz von rund -70 mV vor. Das Zellinnere ist also gegenüber dem Zelläußeren negativ geladen. Dieses Ruhepotenzial ist von grundlegender Bedeutung für die Erregungsleitung der Nerven, für den Stofftransport durch die Zellmembran und die Steuerung der Muskelkontraktionen.

Trift ein Reiz auf die entsprechende Zelle, so bildet sich ein Aktionspotenzial. Nach diesem Aktionspotenzial, also nach einem Anstieg des Membranpotenzials, erfolgt die Repolarisation auf das ursprüngliche Ruhepotenzial. Erst wenn erneut ein Reiz auf die Zelle trift, kann wieder eine Depolarisation und damit ein Aktionspotenzial ausgelöst werden.

Die Schrittmacherzellen besitzen jedoch kein konstantes Ruhepotenzial und sind dadurch zur spontanen und autonomen Erregungsbildung befähigt. In den Schrittmacherzellen erfolgt die Erregungsbildung durch eine sogenannte Spontandepolarisation.

Im Anschluss an diese Depolarisation erfolgt die Repolarisationsphase des Aktionspotenzials bis hin zu einem maximalen diastolischen Potenzial (MDP). Anschließend entwickelt sich eine kontinuierliche Depolarisation bis hin zum Schwellenpotenzial. Erneut entsteht ein Aktionspotenzial.

Die Erregung, die über das Aktionspotenzial ausgelöst wird, gelangt letztlich über die Vorhofmuskulatur zu einem weiteren Schrittmacherzentrum, dem AV-Knoten. Auch dieser ist ein potenzieller Schrittmacher. Wenn der Sinusknoten ausfällt, kann er ebenfalls Aktionspotenziale hervorrufen und so die Herztätigkeit aufrechterhalten.

Solange der Sinusknoten jedoch funktioniert, leitet der AV-Knoten die Erregung lediglich weiter zum His-Bündel, das sich in einen rechten und in einen linken Kammerschenkel aufteilt. Die Kammerschenkel, auch Tawara-Schenkel genannt, verlaufen in Richtung Herzspitze und zweigen sich dort in die Purkinje-Fasern auf. Mithilfe dieser Erregungsleitung können sich sowohl die Herzvorhöfe als auch die Herzkammern effektiv zusammenziehen, sodass das Blut in den Lungen- bzw. Körperkreislauf gepumpt werden kann.

Das Schrittmacherpotenzial wird vom vegetativen Nervensystem beeinflusst. Der Sympathikus sorgt für eine positive Chronotropie. Das bedeutet, dass das Herz unter Einfluss des Sympathikus schneller schlägt. Grund dafür ist der Neurotransmitter Noradrenalin. Auch das Hormon Adrenalin aktiviert den Sinusknoten. Der Parasympathikus wirkt hingegen negativ chronotrop. Er beeinflusst das Schrittmacherpotenzial über den Neurotransmitter Acetylcholin.

Krankheiten & Beschwerden

Verschiedene Funktionsstörungen des Sinusknotens und der anderen Schrittmacher im Herzen können Herzrhythmusstörungen zur Folge haben. Herzrhyhthmusstörungen, die auf eine Fehlfunktion des Sinusknotens zurückgehen, werden unter dem Begriff Sick-Sinus-Syndrom zusammengefasst. Das Syndrom betrifft überwiegend Menschen ab dem 50. Lebensjahr. Ein kompletter Ausfall des Sinusknotens wird als Sinusarrest bezeichnet. Hier liegt kein Schrittmacherpotenzial mehr vor. Wenn kein untergeordnetes Schrittmachergebiet einspringt, kommt es zu einem akuten Herzstillstand.

Laufen zu viele ungerichtete elektrische Erregungen vom Sinusknoten über die Vorhöfe, kommt es zu schnellen und ungeordneten Kontraktionen der Wände. Die Frequenz liegt bei diesem Vorhofflimmern zwischen 350 und 600 Kontraktionen pro Minute. Dadurch entwickelt sich ein unregelmäßiger Puls. Im unbehandelten Zustand ist dieser Puls viel zu schnell. Dadurch kann das Herz nicht ausgeglichen arbeiten, sodass sich bei disponierten Patienten innerhalb weniger Tage eine Herzinsuffizienz ausbildet. Aufgrund des veränderten Blutflusses bilden sich in den Vorhöfen vermehrt Thromben. Infolge steigt das Risiko, eine lebensgefährliche Embolie zu erleiden.

Eine Störung im Schrittmacherpotenzial kann allerdings auch eine Bradykardie zur Folge haben. Dabei sinkt die Herzschlagfrequenz auf unter 60 Schläge pro Minute. Patienten mit einer Bradykardie können beschwerdefrei sein oder unter Leistungsminderung bis hin zu Ohnmachtsanfällen leiden. Bei einer bestehenden Herzinsuffizienz kann eine Bradykardie tödliche Folgen haben.

Das Gegenteil der Bradykardie ist die Tachykardie. Auch dieser Herzrhythmusstörung liegt eine Störung im Schrittmacherpotenzial zugrunde. Eine Tachykardie liegt bei einem anhaltend beschleunigten Puls von mehr als 100 Schlägen in der Minute vor. Da bei einem gestörten Schrittmacherpotenzial die Ursache im Herzvorhof zu finden ist, wird diese Art der Tachykardie auch als supraventrikulär bezeichnet. Eine Tachykardie wird von den meisten Patienten als Herzjagen oder Herzrasen wahrgenommen. Der Puls ist unregelmäßig und unterschiedlich kräftig. Durch den unregelmäßigen Puls kann es zu einer Mangeldurchblutung des Herzens oder sogar zu einer Herzinsuffizienz kommen. Die betroffenen Patienten leiden unter Atemnot oder Angina pectoris. Bei sehr hohen Pulsfrequenzen können Schwindelgefühle auftreten. Einige Patienten verlieren zudem das Bewusstsein. Charakteristischerweise verspüren viele Patienten nach einer Tachykardie einen verstärkten Harndrang.

Störungen im Schrittmacherpotenzial des Sinusknotens können heutzutage recht einfach dauerhaft mit einem Herzschrittmacher beseitigt werden.

Quellen

Arasteh, K., et. al.: Innere Medizin. Thieme, Stuttgart 2013
Herold, G.: Innere Medizin. Selbstverlag, Köln 2016
Roskamm, H., et al.: Herzkrankheiten. Springer, Heidelberg 2004

Von „https://medlexi.de/Schrittmacherpotenzial“