Die Physiologie
des Herzen

Herz-Reiz-Leitungssystem

Jetzt haben wir gelernt, wann und warum einzelne Abschnitte des Herzen kontrahieren und wo das Blut dann hin fließt. Doch eines ist noch unklar: Wie funktioniert denn die Erregung in den einzelnen Abschnitten des Herzen? Hier sind wir an einem Punkt der Physiologie des Herzen, der meiner Meinung nach ein echtes Wunderwerk ist, denn: Das Herz sorgt selbst für seine „Stromschläge“, es wird nicht, wie alle anderen Muskeln, vom Rückenmark und anderen Nerven innerviert. Es produziert selbst seine Erregung und leitet sie dann auch selbst weiter. So kann es völlig autonom funktionieren. Es wird lediglich vom Parasympathikus und Sympathikus (vegetatives Nervensystem) beeinflusst. Wenn mehr vom Parasympathikus kommt, schlägt das Herz langsamer. Wenn mehr Einfluss durch den Sympathikus ausgeübt wird, schlägt es schneller. Schauen wir uns die Erregungsweiterleitung einmal genauer an;

Sinusknoten

Der Sinusknoten sitzt im rechten Vorhof des Herzen an der Mündung der oberen Hohlvene und ist unser Schrittmacher. Von hier aus werden die elektrischen Impulse für die Muskulatur des Herzen abgefeuert. Der Sinusknoten produziert 70-80 Schläge pro Minute.

AV-Knoten

Der AV-Knoten oder auch „Atrioventrikularknoten“ liegt am Boden des rechten Vorhofs und ist unser zweiter Schrittmacher. Er springt ein, wenn der Sinusknoten ausfallen sollte. Dann schafft er es, etwa 40-50 Schläge pro Minute zu produzieren.

His-Bündel

Das His-Bündel verläuft vom AV-Knoten zum Herzskelett in die Herzscheidewand. Auch hier kann beim Ausfallen des Sinus- und AV-Knotens noch kompensiert werden; Allerdings kann das His-Bündel nur noch 25-30 Schläge pro Minute iniziieren.

Tawara-Schenkel

Die Tawara-Schenkel ziehen jeweils an der Innenseite der Herzkammern nach unten bis in die Herzspitze und innervieren so die Kammermuskulatur. Fun Fact hier: Wir haben zwei Tawara-Schenkel in der linken Kammer und nur einen in der rechten. Das lässt sich damit begründen, dass das linke Herz gegen einen sehr viel höheren Druck (großer Körperkreislauf) anpumpen muss, als das rechte (kleiner Lungenkreislauf).

Purkinje-Fasern

Nun zum letzten Teil des Erregungsleitsystems im Herzen: Die Purkinje-Fasern bilden sich aus den Tawara-Schenkeln aus und strahlen in die Arbeitsmuskulatur der Ventrikel ein, sie erregen also die gesamte Kammermuskulatur.

Alles-oder-nichts-Prinzip
und Refraktärzeit

Die Erregungsweiterleitung im Herzen findet nach dem „Alles-oder-Nichts-Prinzip“ statt. Das heißt: Entweder ist die Erregung stark genug, um eine Kontraktion der Herzmuskulatur auszulösen oder halt nicht. Es gibt keine schwache oder starke Kontraktion – es gibt nur eine oder keine Kontraktion. Die Muskelfasern des Herzen sind nämlich mit speziellen Gap Junctions ausgestattet, die es ermöglichen, den „Stromschlag“ direkt von Zelle zu Zelle springen zu lassen. Lediglich bei einer gesteigerten Reizdauer kann die Stärke der Kontraktion erhöht werden.

Nachdem eine Herzmuskelzelle erregt wurde, geht sie in die sogenannte „Refraktärzeit“ über. Das bedeutet, dass sie für ca. 0,3 Sekunden nicht erregbar ist, sie ist sozusagen stumpf. In dieser kurzen Zeit muss sich das Herz erstmal wieder mit Blut füllen, bevor es wieder kontraktieren kann.