Das Herz und sein(e) Schrittmacher

D. Burkhard / Biologie GF: Anatomie und Physiologie
Ergänzung zu Internet-Recherchen „Kreislaufkrankheiten“:
Herzschrittmacher
Das Herz und sein(e) Schrittmacher
Willst du verstehen, wie ein künstlicher Herzschrittmacher funktioniert? Dann will ich dir
dafür kurz beschreiben, wie sich das gesunde Herz normalerweise selber den Takt angibt: 3
Taktgeber (Sinus-Knoten, AV-Knoten und His-Bündel) wirken als herzeigener „Herzschrittmacher“. Sie bestehen aus spezialisierten Herzmuskelzellen. Ihre Signale sind elektrische Erregungen (Veränderung der Membranspannung, ähnlich den Signalen von Nervenzellen: siehe
später Kap. Neurobiologie). Die elektrischen Erregungen werden über alle Herzmuskelzellen
weitergeleitet und veranlassen die Herzmuskelzellen zur Kontraktion (kontrahieren: zusammenziehen).
Die Zentren der Erregungsbildung und –
weiterleitung im Herzen. Legende:
1) Sinusknoten:
Erregungsbildung: primärer Schrittmacher, Eigenfrequenz 60-80 Pulse / min.
2) Atrioventrikular-Knoten = AV-Knoten
Verzögerung der Erregungsleitung in die Ventrikel.
Sekundärer Schrittmacher, Eigenfrequenz 40-50
Pulse / min.
(Atrium: Vorhof; Ventrikel: Hauptkammer des Herzens)
3) His-Bündel mit linkem und rechtem Kammerschenkel
Erregungsleitung in die Ventrikel entlang der
Herzscheidewand. Tertiärer Schrittmacher, Eigenfrequenz 30-40 Pulse / min.
Angaben aus: K. Golenhofen: Physiologie heute. 2. Aufl.
Urban & Fischer, 1997. S. 180.
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Der Sinus-Knoten ist benannt nach seiner Lage im Froschherzen (Sinus venosus: eine Aussackung beim Zusammenfluss der Hauptvenen am Eingang zum rechten Vorhof; bei Säugetieren ist der Sinus venosus in den rechten Vorhof integriert). Der Sinus-Knoten ist der primäre
Taktgeber mit der höchsten Frequenz. Sein Takt wird zum AV-Knoten (sekundärer Taktgeber)
und von da zum His-Bündel weitergeleitet (dritter = tertiärer Taktgeber). Wegen seiner Lage
im Vorhof und der verzögerten Weiterleitung der Erregung im AV-Knoten kontrahieren die
Vorhöfe vor den Hauptkammern. Deswegen erfolgt die Kammersystole erst nach der Vorhofsystole: Die Vorhofkontraktion soll ja die Kammerfüllung fördern, erst danach dürfen die
Kammern kontrahieren und ihr Blut auswerfen! Die verzögerte Kammerkontraktion ist am
isoliert schlagenden Herz gut erkennbar.
Der AV-Knoten = Atrioventrikular-Knoten liegt zwischen rechtem Vorhof (rechtem Atrium)
und rechter Kammer (=rechtem Ventrikel). Er leitet im gesunden Herzen die Signale des Sinus-Knotens um 0.1-0.2s verzögert weiter ans His-Bündel, übernimmt bei Ausfall des SinusKnotens aber auch die Erzeugung des Takts (allerdings mit niedrigerer Frequenz).
Die Ausläufer des His-Bündels erstrecken sich als linker und rechter Kammerschenkel der
Herzscheidewand entlang in beide Hauptkammern. Sie leiten die elektrischen Erregungen an
die Herzmuskelzellen der Kammern weiter (via Purkinje-Herzmuskelfasern). Damit wird erreicht, dass beide Kammern gleichzeitig kontrahieren. Das His-Bündel fungiert bei Ausfall des
AV-Knotens als tertiärer Taktgeber (mit niedrigster Frequenz). Es dominiert also immer der
Taktgeber mit der höchsten Frequenz.
Einflüsse auf die Herzleistung
Je nach erforderlicher Kreislaufleistung wird die Pumpleistung des Herzens angepasst:
 Der Puls wird schneller oder langsamer und
 das Herz „schlägt fester oder schwächer“ (d.h. der Herzmuskel passt seine Kontraktionskraft an).
Die Anpassung der Auswurfleistung an den momentanen Bedarf wird vor allem von den
Herznerven geregelt, welche zum vegetativen Nervensystem gehören. (Daneben wird die
Herzleistung aber auch hormonell beeinflusst, z.B. durch Adrenalin.) Oft werden Organe vom
vegetativen System doppelt innerviert (= mit Nerven versorgt), nämlich zugleich von seinem
sympathischen und vom parasympathischen Teil. Sympathicus und Parasympathicus wirken
meist in gegensätzlicher Weise (als Gegenspieler = Antagonisten). Am Herz wird dies besonders deutlich: Währenddem der Sympathicus den Puls beschleunigt und die Kontraktionskraft erhöht (und so den Körper auf grössere Anstrengungen vorbereitet), verlangsamt der
Parasympathicus den Puls und senkt die Kontraktionskraft.
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Sympathicus
Parasympathicus
Parasympathicus
Sympathicus
Die unterschiedliche Innervierung verschiedener Abschnitte des Erregungsleitungssystms
durch sympathische und parasympathische Nerven.
Innervation gezeichnet nach einer Abb. aus: G. Thews et al.: Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen. 5. Aufl. WVG, 1999. S. 179.
Künstliche Herzschrittmacher: Aufgaben und Überlegungen
Suche im Internet, aber auch in Lehrbüchern / Lexika beispielsweise aus der Schülerbibliothek Antworten auf die nachfolgenden Fragen.
1) Wie ist ein künstlicher Herzschrittmacher (engl. pace maker) gebaut? Wie funktioniert
er? Wo wird er angelegt? Warum gerade dort? (Bebildere deine Beschreibung auch nach
Möglichkeit.)
2) Wer braucht einen Herzschrittmacher? (Stichwort: Woran leidet ein Patient
mit Bradykardie? Was ist z.B. ein AV-Block?)
3) Welche Vorsichtsmassnahmen müssen Träger von Herzschrittmachern einhalten?
Hast du darüber hinaus auch noch eigene Fragen? Recherchiere auch dazu und berichte!
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Quellen
Bücher
- Klaus Golenhofen: Physiologie heute. 2. Aufl. Urban & Fischer, 1997. (S. 180: Erregungsleitungssystem des Herzens)
- Gerhard Thews, Ernst Mutschler & Peter Vaupel: Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie
des Menschen. 5. Aufl. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 1999. (S. 179: Efferente Innervation des Herzens)
Internet
http://www.herzschrittmacher.info/
http://de.wikipedia.org/wiki/Herzschrittmacher
http://www.internist.at/pacemaker.htm
http://www.swissheart.ch/d/herz/therapien/herzschrittmacher.htm
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