Erregungsleitung – warum schlägt das Herz eigentlich?

Das Herz besitzt einen eigenen hausgemachten Herzschrittmacher, den sog. Sinusknoten. Hierbei handelt es sich um einen Gewebeverband im Bereich des rechten Vorhofs, dessen hochspezialisierte Zellen selbstständig zur Ausbildung von elektrischen Impulsen fähig sind. Diese Impulse sind es, die zur elektrischen Erregung des gesamten Herzmuskels und so letztendlich zur Kontraktion der Kammern führen. Aber erst einmal Schritt für Schritt.

Im Sinusknoten entstehen also elektrische Impulse, die sich zunächst gleichzeitig über beide Vorhöfe und über ein innerhalb des Vorhofmyokards gelegenes Reizleitungssystem ausbreiten. Die elektrischen Impulse werden dann über den AV-Knoten auf die Hauptkammer übergeleitet. Die Impulse können physiologisch nur an dieser einen Stelle von den Vorkammern auf die Hauptkammern geleitet werden, da sich am Übergang zwischen Vorhof- und Ventrikelmyokard eine bindegewebige Isolationsschicht befindet. Hierdurch wird eine geregelte Erregungsleitung garantiert, die für eine normale Kontraktion notwendig ist. Könnten die Impulse an jeder Stelle die Grenze zwischen Atrium und Ventrikel überschreiten, käme es zu einer chaotischen Reizweiterleitung und eine physiologische Kontraktion wäre nicht mehr möglich.

Vom AV-Knoten läuft die Erregung zunächst über ein spezialisiertes Reizleitungssystem weiter. Dieses besteht in Richtung der Erregungsleitung aus dem His-Bündel, den Tawara-Schenkeln und den Purkinje-Fasern. Von den Purkinje-Fasern springt die Erregung dann letztlich auf das normale Arbeitsmyokard über, welches sich dann kontrahieren kann. Diese Erregungsleitung über ein spezielles Leitungssystem garantiert eine schnelle und geordnete Reizleitung und ist somit für eine normale Kontraktionsfähigkeit des Herzmuskels mitverantwortlich. 

Wurde der gesamte Herzmuskel von einer elektrischen Impulswelle erregt, muss er sich nur noch kontrahieren, also zusammenziehen. Hierzu muss elektrische in mechanische Energie umgewandelt werden, ein Prozess, der als elektromechanische Kopplung bezeichnet wird. Die elektrische Erregungsbildung und –weiterleitung lässt sich im EKG untersuchen.

Stirbt ein Patient, wenn der Sinusknoten ausfällt? Zum Glück nicht, denn um das Reizleitungssystem vor Defekten zu schützen, hat der Körper eine besondere Lösung parat. Wäre diese nicht vorhanden, hätte dies katastrophale Auswirkungen auf den Organismus: Ein Ausfall des Sinusknotens würde beispielsweise zu einem kompletten Aussetzen der Herztätigkeit und somit direkt zum Tod führen. In Wirklichkeit aber hat das Herz nicht nur einen Schrittmacher, sondern mehrere. Das oben erwähnte Reizleitungssystem ist nämlich nicht nur in der Lage, elektrische Impulse schnell weiterzuleiten sondern diese im Notfall selbst entstehen zu lassen. So übernimmt bei Ausfall des Sinusknotens der AV-Knoten die Herzschrittmacherfunktion. Fällt dieser wiederum aus, übernimmt das His-Bündel. Die Purkinje-Fasern sind die letzten Zellen, die zur Entstehung von Schrittmacherimpulsen fähig sind. Dieses ausgeklügelte System schützt also den Körper vor dem unmittelbaren Tod, sollten eines oder mehrere Schrittmacherzentren ausfallen. Allerdings nimmt die Geschwindigkeit, mit dem die einzelnen Zentren Impuls generieren können, von Zentrum zu Zentrum immer weiter ab, was zu einer immer langsamer werdenden Herzfrequenz führt. So liegt die Herzfrequenz bei etwa 40 Schlägen/min, wenn die Purkinje-Fasern die Schrittmacher- Aktivität übernommen haben. Dies ist zwar in den meisten Fällen mit dem Leben vereinbar, eine normale Leistungsfähigkeit ist damit jedoch nicht mehr erreichbar. In diesen Fällen muss in aller Regel auf lange Sicht ein Herzschrittmacher implantiert werden.