Bei der Erklärung der Depolarisation wird zwischen Schrittmacherzellen und normalen Herzzellen unterschieden. Unter bestimmten Umständen kann jedoch auch die normale
Herzzelle instabil werden und spontan depolarisieren.
Einfache Erklärung:
Die Schrittmacherzelle ist in der Lage, sich selbst zu entladen und gibt daher den Herzrhythmus vor.
Detaillierte Erklärung:
Verantwortlich für die Selbstentladung der Schrittmacherzellen sind HCN-Kanäle (aktiviert durch Hyperpolarisation und gesteuert durch Nukleopeptide)
die gleich nach abgeschlossener Repolarisation in der Ruhephase beginnen, positiv geladene Na-Ionen ins Innere der Zelle zu lassen.
Das an der Zelle anliegende Potenzial nimmt dadurch ab. ( positive Teilchen gelangen ins negative Zellinnere, das dadurch weniger negativ wird) Nach Erreichen
eines Schwellenwertes ( ca. -60mV) wird die Zelle durch das Öffnen weiterer Kanäle vollständig entladen
(Depolarisation)
und ist nach dieser Phase sogar kuzfristig im Zellinneren positiv geladen.
zur Grafik Ionenkanal
Als nächster Schritt öffnen spezielle Kaliumkanäle, die Spannung an der Membran geht dann gegen 0.
Die Natrium-Kaliumpumpe beginnt nun wieder, Kalium in die Zelle zu verschieben und Natrium ausserhalb der Zelle zu konzentrieren. Dadurch wird die Ausgangslage wiederhergestellt.
(Repolarisation)
Eine entladene Zelle ist nicht entladbar, diese Phase wird als
refraktär bezeichnet. Allerdings können nicht vollstängig geladene Zellen
vorzeitig erregt werden.
Die durch den Ablauf der
Depolarisation und
Repolarisation entstehende elektrische Kurve wird als
Aktionspotential bezeichnet.
Deutlich ist zu sehen, dass die Schrittmacherzelle (SK für Sinusknoten) im Gegensatz zur normalen Herzzelle gleich nach der Repolarisation beginnt,
sich spontan selbst zu entladen. Die horizonzale Linie zeigt das Schwellenpotenzial an, bei der die Zelle depolarisiert. Die normale Herzzelle
hat ein stabiles Ruhepotential.
einfache Erklärung
Die Entladung der Schrittmacherzellen überträgt sich auf die normale Herzellen und sorgt auch dort für eine Depolarisation, die Entladung wandert über das ganze Herz hinweg.
Detaillierte Erklärung:
Normale Herzzellen befinden sich in direkter Nachbarschaft zu den Schrittmacherzentren. Die Depolaristion der Schrittmacherzelle beeinflußt das Membranpotential der Herzzelle und
sorgt dafür, dass diese das Schwellenpotential von -60mVolt erreicht. In der Zellmembran von normalen Herzzellen befinden sich spannungsabhängige Natriumkanäle, die sich zu diesem
Zeitpunkt öffnen und Natriumionen schnell ins Zellinnere lassen. Die Zelle wird dadurch depolarisiert. In der nächsten Phase findet ein Calziumeinstrom statt.
Nach diesen Vorgängen ist die Aussenseite der Membran sogar negativ. Dann öffnen sich spannungsabhängige Kaliumkanäle und lassen Kalium aus der Zelle ausströmen.
Die Spannung wird zunächst ausgeglichen und durch die Aktion der Natrium-Kaliumpumpe wird die Zelle wieder geladen.
Erregungsablauf als Grafik
Diese Erregungswelle wandert über das ganze Herz hinweg und entläd alle Herzmuskelzellen. Die Erregungswelle kann sich nur in eine Richtung ausbreiten, da bereits erregte Zellen eine Weile
refraktär sind. Nach der elektrischen Entladung erfolgt die Kontraktion der Muskelzelle.
