Das erzeugte Aktionspotential wird durch eine Änderung der Potentialdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Zelle erzeugt. Das besondere Aktionspotential, das von Herzschrittmacherzellen erzeugt wird, unterscheidet sich stark von dem von ventrikulären Myokardzellen. In diesem Artikel werden wir Herzschrittmacherzellen und das von ihnen erzeugte Aktionspotential genauer diskutieren.,

Herzschrittmacherzellen

Herzschrittmacherzellen befinden sich meist im sinoatrialen (SA) Knoten, der sich im oberen Teil der Wand des rechten Vorhofs befindet. Diese Zellen haben eine natürliche Automatizität, was bedeutet, dass sie ihre eigenen Aktionspotenziale erzeugen können.

Abb 1.0 – Das reizleitungssystem des Herzens.

Der atrioventrikuläre (AV -) Knoten und die Purkinje-Fasern haben ebenfalls Zellen, die Herzschrittmacheraktivität ausüben können, ihre natürliche Rate ist jedoch viel langsamer als der SA-Knoten, so dass sie normalerweise überschrieben werden.,

Aktionspotential im SA-Knoten

Das Aktionspotential im SA-Knoten tritt in drei Phasen auf, die im Folgenden erörtert werden.

Phase 4-Schrittmacherpotential

Das Schrittmacherpotential tritt am Ende eines Aktionspotentials und kurz vor Beginn des nächsten auf. Es ist die langsame Depolarisation der Schrittmacherzellen, z.B. Zellen des Sinusknotens, in Richtung der Membranpotentialschwelle. Dies wird manchmal als „lustige“ Strömung bezeichnet, oder wenn.,

Das Schrittmacherpotential wird durch Aktivierung von hyperpolarisationsaktivierten zyklischen Nukleotid-Gated-Kanälen (HCN-Kanälen) erreicht. Diese ermöglichen den Eintritt von Na+ in die Zellen und ermöglichen eine langsame Depolarisation. Diese Kanäle werden aktiviert, wenn das Membranpotential niedriger als-50mV ist. Sobald das Membranpotential depolarisiert wird, um die Schwelle zu erreichen, kann ein Aktionspotential ausgelöst werden.

Phase 0-Depolarisation

Sobald die HCN-Kanäle das Membranpotential auf etwa-40mV gebracht haben, öffnen sich spannungsgesteuerte Calciumkanäle., Dies ermöglicht einen Zustrom von Ca2+, der eine schnellere Depolarisationsrate erzeugt, um ein positives Membranpotential zu erreichen (verantwortlich für den Anstieg des Aktionspotentials). HCN-Kanäle beginnen dann zu inaktivieren. Auf dem Höhepunkt des Aktionspotentials werden Ca2+ – Kanäle inaktiviert und K+ – Kanäle geöffnet.

Phase 3-Repolarisation

Sobald die Ca2+ – Kanäle inaktiviert und die K+ – Kanäle geöffnet sind, tritt ein Ausfluss von K+ – Ionen aus den Zellen auf. Dies führt zur Repolarisation der Membran, die als Downstroke des Aktionspotentials angesehen wird.,

Im Gegensatz zum ventrikulären Aktionspotential wird die Öffnung der Ca2+ – Kanäle nicht aufrechterhalten, und es gibt kein „Plateau“ – Stadium. Daher ist das Aktionspotential dreieckig geformt. Nach dem Aktionspotential muss eine Repolarisation erfolgen und das Membranpotential muss negative Werte erreichen. Dadurch können die HCN-Kanäle wieder reaktiviert werden, wodurch ein weiteres Aktionspotential erzeugt werden kann (Phase 4).

Steuerung durch das autonome Nervensystem

Das autonome Nervensystem (ANS) verändert die Steigung des Schrittmacherpotentials, um die Herzfrequenz zu verändern.,

Die Herzfrequenz wird sowohl von den parasympathischen als auch von den sympathischen Ästen der ANS beeinflusst, die sowohl den SA-als auch den AV-Knoten innervieren.

  • Die parasympathische Aktivität wird über Acetylcholin vermittelt, das auf M2-Muskarinrezeptoren am SA-Knoten wirkt. Dies verlängert das Intervall zwischen den Schrittmacherpotentialen und verlangsamt somit die Herzfrequenz.
  • Sympathische Aktivität wird über Noradrenalin vermittelt, das auf B1-Adrenozeptoren wirkt. Dies verkürzt das Intervall zwischen den Impulsen, indem das Schrittmacherpotential steiler wird und somit die Herzfrequenz erhöht wird.,

Wenn alle autonomen Eingänge blockiert sind, beträgt die intrinsische Herzfrequenz etwa 100 Schläge pro Minute (bpm). Die normale Ruherate von etwa 60bpm wird erzeugt, weil das parasympathische System im Ruhezustand dominiert. Anfängliche Erhöhungen der Herzfrequenz werden durch eine Verringerung des parasympathischen Abflusses verursacht. Die Erhöhung des sympathischen Abflusses ermöglicht eine weitere Erhöhung der Herzfrequenz.

Klinische Relevanz-Arrhythmien

Eine Störung der natürlichen Herzschrittmacheraktivität kann zu Arrhythmien führen, d. H. Zu einem Herzschlag mit unregelmäßiger Rate und / oder Rhythmus.,

Zu den Ursachen von Arrhythmien gehören:

  • Ektopische Schrittmacheraktivität: Dann wird ein anderer Bereich des Myokards spontan aktiv und seine Depolarisationen dominieren den SA-Knoten. Eine latente Herzschrittmacherregion kann aufgrund ischämischer Schäden aktiviert werden.
  • Nach-Depolarisationen: Dies ist der Fall, wenn abnormale Depolarisationen dem Aktionspotential folgen-vermutlich verursacht durch hohes intrazelluläres Ca2+.
  • Wiedereintrittsschleife: Dies tritt auf, wenn die normale Ausbreitung der Erregung über das Herz aufgrund eines beschädigten Bereichs gestört ist., Wenn der Leitungsschaden unvollständig ist, kann sich der Impuls falsch durch den beschädigten Bereich ausbreiten und einen Erregungskreis erzeugen. In den Vorhöfen können mehrere kleine Wiedereintrittsschleifen auftreten, die zu Vorhofflimmern führen.