Das elektrische System des Herzens und wie das Herz schlägt

Das elektrische System des Herzens ist entscheidend für seine Funktion. Es bestimmt die Herzfrequenz (wie schnell das Herz schlägt) und koordiniert und organisiert auch das Schlagen der Herzmuskeln, damit das Herz bei jedem Herzschlag effizient arbeitet.

Anomalien im elektrischen System des Herzens können dazu führen, dass die Herzfrequenz zu schnell oder zu langsam ist oder die normale Herzfunktion vollständig stört – selbst wenn die Herzmuskeln und -klappen selbst völlig normal sind.

Über das elektrische Herzsystem und Herzrhythmusstörungen zu sprechen, kann sehr verwirrend sein. Wenn wir über Herzerkrankungen sprechen, denken viele Menschen an verstopfte Koronararterien, die zu einem Herzinfarkt oder der Notwendigkeit einer Bypass-Operation führen können. Probleme mit dem elektrischen System können jedoch auch bei normalem Herzmuskel auftreten.

Es ist hilfreich, sich Ihr Herz als ein Haus und das elektrische Herzsystem als die Verkabelung vorzustellen, die die gesamte Struktur mit Strom versorgt. Auch bei einem völlig normalen Gebäude kann es zu Problemen im Zusammenhang mit einer fehlerhaften Verkabelung kommen. Ebenso kann Ihr Herz normal sein, aber es kann ein elektrisches Problem auftreten, das einen abnormalen Herzrhythmus verursacht.

Herzerkrankungen können zu Anomalien im elektrischen System Ihres Herzens führen, ähnlich wie ein durch einen Tornado oder eine Flut beschädigtes Haus Probleme mit dem elektrischen System haben könnte. Tatsächlich ist eine Schädigung des elektrischen Systems des Herzens häufig die Ursache für den plötzlichen Herztod bei einem Herzinfarkt, selbst wenn die durch den Herzinfarkt verursachte Schädigung des Herzens nur leicht oder mittelschwer ist. Dies ist einer der Gründe für die Durchführung von HLW und den Zugang zu Defibrillatoren. Wenn der Herzrhythmus wiederhergestellt werden kann, sind einige dieser Herzinfarkte (und andere Ursachen von Arrhythmien) überlebbar.

Lassen Sie uns einen Blick darauf werfen, wie das elektrische System des Herzens funktioniert, um Ihr Herz schlagen zu lassen, sowie einen Blick auf medizinische Bedingungen, die Ihren Puls beeinflussen können.

Einführung in das elektrische Herzsignal

Herzanatomie, die das elektrische System des Herzens zeigt — Encyclopaedia Britannica/UIG/Getty Images

Das Herz erzeugt ein eigenes elektrisches Signal (auch elektrischer Impuls genannt), das durch Anlegen von Elektroden an der Brust aufgezeichnet werden kann. Dies wird als Elektrokardiogramm (EKG oder EKG) bezeichnet.

Das elektrische Herzsignal steuert den Herzschlag auf zwei Arten. Da jeder elektrische Impuls einen Herzschlag erzeugt, bestimmt die Anzahl der elektrischen Impulse die Herzfrequenz. Und zweitens, wenn sich das elektrische Signal über das Herz „ausbreitet“, löst es den Herzmuskel aus, sich in der richtigen Reihenfolge zu kontrahieren, wodurch jeder Herzschlag koordiniert und sichergestellt wird, dass das Herz so effizient wie möglich arbeitet.

Das elektrische Signal des Herzens wird von einer winzigen Struktur erzeugt, die als Sinusknoten bekannt ist und sich im oberen Teil des rechten Vorhofs befindet. (Die Anatomie der Herzkammern und -klappen umfasst zwei Vorhöfe an der Oberseite des Herzens mit zwei Ventrikeln an der Unterseite.)

Vom Sinusknoten breitet sich das elektrische Signal über den rechten und linken Vorhof (die beiden oberen Kammern des Herzens) aus, wodurch sich beide Vorhöfe zusammenziehen und ihre Blutmenge in den rechten und linken Ventrikel (die unteren beiden) Herzkammern). Das elektrische Signal gelangt dann durch den AV-Knoten zu den Ventrikeln, wo es wiederum eine Kontraktion der Ventrikel bewirkt.

Komponenten des kardialen elektrischen Signals

Herzanatomie mit Sinusknoten und Kammern — Fogoros

Abbildung 1: Die Komponenten des elektrischen Systems des Herzens einschließlich des Sinusknotens (SN) und des atrioventrikulären Knotens (AV-Knoten) sind hier dargestellt. Aus elektrischer Sicht kann man sich das Herz in zwei Teile aufteilen: die Vorhöfe (obere Kammern) und die Ventrikel (untere Kammern). Die Vorhöfe von den Ventrikeln sind durch einen Bereich aus fibrösem Gewebe getrennt (in der Abbildung als AV-Scheibe bezeichnet). Dieses nichtleitende Gewebe verhindert den Durchgang des elektrischen Signals zwischen den Vorhöfen und den Ventrikeln außerhalb des AV-Knotens.

In dieser Abbildung:

SN = Sinusknoten
AVN = AV-Knoten
RA = rechter Vorhof
LA = linker Vorhof
RV = rechter Ventrikel
LV = linker Ventrikel
TV = Trikuspidalklappe (die Klappe, die den rechten Vorhof vom rechten Ventrikel trennt)
MV = Mitralklappe (die Klappe, die den linken Vorhof vom linken Ventrikel trennt)

Das elektrische Herzsignal breitet sich über die Vorhöfe aus

atriale Depolarisation, wenn sich der elektrische Impuls über die Vorhöfe ausbreitet — Fogoros

Abbildung 2: Der elektrische Impuls kommt vom Sinusknoten. Von dort breitet es sich über beide Vorhöfe aus (im Bild durch die blauen Linien gekennzeichnet), wodurch sich die Vorhöfe zusammenziehen. Dies wird als „Vorhofdepolarisation“ bezeichnet.

Wenn der elektrische Impuls die Vorhöfe passiert, erzeugt er im EKG die sogenannte „P“-Welle. (Die P-Welle wird durch die durchgezogene rote Linie im EKG auf der linken Seite angezeigt).

Sinusbradykardie („Brady“ bedeutet langsam) ist die häufigste Ursache für eine niedrige Herzfrequenz und wird dadurch verursacht, dass der SA-Knoten mit einer reduzierten Frequenz feuert.

Sinustachykardie („Tachy“ bedeutet schnell) bezieht sich auf eine schnelle Herzfrequenz und kann dadurch verursacht werden, dass der SA-Knoten mit einer erhöhten Frequenz feuert.

Das elektrische Herzsignal erreicht den AV-Knoten

Das elektrische System des Herzens zeigt das PR-Intervall an — Fogoros

Abbildung 3: Wenn die Stromwelle die AV-Scheibe erreicht, wird sie gestoppt, außer im AV-Knoten. Der Impuls wandert durch den AV-Knoten mit einer langsamen, kontrollierten Geschwindigkeit in Richtung der Ventrikel. Die durchgezogene rote Linie im EKG in dieser Abbildung zeigt das PR-Intervall an.

Das elektrische Herzsignal wird an die Ventrikel weitergegeben

Abbildung 4: Das spezialisierte AV-Überleitungssystem besteht aus dem AV-Knoten (AVN), dem „His-Bündel“ und dem rechten und linken Bündelzweig (RBB und LBB). Der AV-Knoten leitet den elektrischen Impuls an das His-Bündel (ausgesprochen „Zischen“). Das His-Bündel leitet das Signal an den rechten und linken Bündelzweig weiter. Der rechte und der linke Bündelzweig senden wiederum den elektrischen Impuls an den rechten bzw. linken Ventrikel. Die Abbildung zeigt auch, dass sich der LBB selbst in den linken vorderen Faszikel (LAF) und den linken hinteren Faszikel (LPF) aufspaltet.

Da der Impuls nur sehr langsam durch den AV-Knoten wandert, kommt es im EKG zu einer Pause der elektrischen Aktivität, dem so genannten PR-Intervall. (Das PR-Intervall ist im EKG in Abbildung 3 dargestellt.) Diese „Pause“ in der Aktion ermöglicht es den Vorhöfen, sich vollständig zu kontrahieren und ihr Blut in die Ventrikel zu entleeren, bevor die Ventrikel beginnen, sich zu kontrahieren.

Probleme auf diesem Weg können zu Störungen des EKGs (und des Herzrhythmus) führen.

AV-Block (Herzblock) ist eine der beiden Hauptursachen für eine niedrige Herzfrequenz (Bradykardie). Es gibt verschiedene Grade, wobei der Herzblock dritten Grades der schwerste ist und normalerweise einen Herzschrittmacher erfordert.

Bündelzweigblockierung tritt entweder im rechten Bündelzweig oder im linken Bündelzweig auf, wobei diejenigen im linken Bündelzweig normalerweise am schwerwiegendsten sind. Bündelverzweigungsblockaden können ohne ersichtlichen Grund auftreten, treten jedoch häufig auf, wenn das Herz aufgrund eines Herzinfarkts oder anderer Herzerkrankungen geschädigt ist.

Ein Linksschenkelblock nach einem Herzinfarkt ist eine wichtige Ursache für den plötzlichen Herztod.

Das elektrische Herzsignal breitet sich über die Ventrikel aus

elektrisches System des Herzens während der ventrikulären Kontraktion — Fogoros

Abbildung 5: Diese Abbildung zeigt, wie sich der elektrische Impuls über den rechten und linken Ventrikel ausbreitet, wodurch sich diese Kammern zusammenziehen. Während das elektrische Signal durch die Ventrikel wandert, erzeugt es den „QRS-Komplex“ im EKG. Der QRS-Komplex wird durch die durchgezogene rote Linie im EKG links angezeigt.

Auf diese Weise bewirkt das elektrische System des Herzens, dass sich der Herzmuskel zusammenzieht und Blut entweder zu den Organen des Körpers (über die linke Herzkammer) oder zur Lunge (über die rechte Herzkammer) transportiert.

Endeffekt

Von der Einleitung eines Herzschlags im SA-Knoten bis zur Kontraktion der Ventrikel bewirkt das elektrische System des Herzens eine koordinierte Kontraktion des Herzens, wodurch die Effizienz des schlagenden Herzens maximiert wird.