Herzleitungssystem

Das Herzleitungssystem ist das Netzwerk spezialisierter Herzzellen, das den Herzschlag erzeugt und den elektrischen Impuls in einer geordneten Abfolge durch das Herz leitet. Es umfasst den Sinusknoten, den Atrioventrikularknoten, das His-Bündel, die Tawara-Schenkel und die Purkinje-Fasern, die zusammen gewährleisten, dass sich Vorhöfe und Kammern koordiniert und zeitlich abgestimmt kontrahieren.

Definition

Das Herzleitungssystem ist die Anordnung spezialisierter Myokardstrukturen, des Sinusknotens, des Atrioventrikularknotens, des His-Bündels, der Tawara-Schenkel und des Purkinje-Netzwerks, das jeden Herzschlag initiiert und den elektrischen Impuls in einer koordinierten Abfolge durch das Herz leitet.

Scope

Dieser Eintrag behandelt die Komponenten des Erregungsleitungssystems, die normale Abfolge und Zeitgebung der Impulsausbreitung, die Mechanismen der Zell-zu-Zell-Ausbreitung und die physiologische Rolle der Erregungsleitungsverzögerung am Atrioventrikularknoten. Es handelt sich um eine physiologische Referenz und bietet keine Anleitung zu Erregungsleitungsstörungen.

Core questions

• Welche Komponenten umfasst das Herzleitungssystem?
• In welcher Reihenfolge breitet sich der elektrische Impuls durch das Herz aus?
• Wie breitet sich der Impuls von Zelle zu Zelle aus?
• Warum gibt es eine Verzögerung am Atrioventrikularknoten?

Key concepts

• Sinusknoten
• Atrioventrikularknoten und nodale Verzögerung
• His-Bündel
• Tawara-Schenkel
• Purkinje-Fasern
• Gap Junctions und Zell-zu-Zell-Kopplung
• Leitungsgeschwindigkeit
• Sicherheitsfaktor der Ausbreitung

Mechanisms

Jeder Impuls entsteht normalerweise im Sinusknoten, dem dominanten Schrittmacher, und breitet sich über die Vorhöfe aus. Er konvergiert dann am Atrioventrikularknoten, wo die Erregungsleitung bewusst langsam ist; diese Verzögerung ermöglicht es den Vorhöfen, ihre Kontraktion und die Füllung der Ventrikel vor der ventrikulären Aktivierung abzuschließen. Vom Atrioventrikularknoten wandert der Impuls schnell das His-Bündel hinunter, in die rechten und linken Tawara-Schenkel und über die Purkinje-Fasern, die die Erregung an das ventrikuläre Myokard verteilen, sodass die Kontraktion koordiniert und nahezu synchron abläuft. Die Ausbreitung zwischen den Zellen erfolgt über Gap Junctions, die benachbarte Myozyten elektrisch koppeln; die Leitungsgeschwindigkeit und der Sicherheitsfaktor für die Ausbreitung hängen von der Größe des depolarisierenden Stroms, den passiven elektrischen Eigenschaften des Gewebes sowie der Dichte und Verteilung dieser interzellulären Verbindungen ab.

Clinical relevance

Die Kenntnis der normalen Erregungsleitung bildet den Rahmen für das Verständnis von Herzblockaden, Tawara-Schenkel-Mustern und den Zeitbeziehungen, die im Elektrokardiogramm sichtbar sind. Dieser Eintrag dient der physiologischen Bildung und ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

History

Die Komponenten des Erregungsleitungssystems wurden im frühen 20. Jahrhundert identifiziert: das Atrioventrikularbündel von Wilhelm His Jr., der Atrioventrikularknoten und das Erregungsleitungsnetzwerk von Sunao Tawara, und der Sinusknoten von Arthur Keith und Martin Flack. Spätere zelluläre und molekulare Studien, die in modernen Übersichten zusammengefasst sind, klärten, wie die Impulsausbreitung von der Gap-Junction-Kopplung und der Gewebearchitektur abhängt.

Key figures

• Wilhelm His Jr.
• Sunao Tawara
• Arthur Keith
• Martin Flack
• Andre Kleber
• Yoram Rudy
• Glenn Fishman

Seminal works

• park-fishman-2011
• kleber-rudy-2004
• boyett-2000

Frequently asked questions

Warum ist die Erregungsleitung am Atrioventrikularknoten langsam?

Die langsame Erregungsleitung führt zu einer kurzen Verzögerung zwischen der Vorhof- und Kammeraktivierung, wodurch die Vorhöfe die Füllung der Ventrikel vor deren Kontraktion abschließen können; sie begrenzt auch, wie schnell Impulse von den Vorhöfen zu den Ventrikeln gelangen können.

Welche Rolle spielen die Purkinje-Fasern?

Das Purkinje-Netzwerk leitet den Impuls schnell durch die Ventrikel und verteilt die Erregung so, dass sich der Ventrikelmuskel koordiniert und nahezu gleichzeitig kontrahiert.