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5. Medizinische Aspekte
5.2.1. Reizleitungssystem des Herzens
Das Reizleitungssystem im Herzen besteht aus mehreren Elementen. Das geometrisch
höchste und hierarchisch wichtigste Element ist dabei der Sinusknoten, der als sogenannter
primärer Schrittmacher dient und im Normalfall den Herzschlag steuert,
wobei der vom Sinusknoten erzeugte Ruhepuls bei einem erwachsenen Menschen zwischen
60 und 80 Schlägen pro Minute liegt. Vom Sinusknoten aus breitet sich die Erregungswelle
zunächst durch das Herzmuskelgewebe (Myokard) der beiden Vorhöfe aus,
hin zum Atrioventrikularknoten (auch AV-Knoten oder Ascho-Tawara-Knoten).
Fällt der Sinusknoten aus oder ist die Nervenverbindung vom Sinusknoten zum AV-
Knoten unterbrochen (sinuatrialer Block), übernimmt der AV-Knoten als sogenannter
sekundärer Schrittmacher die Steuerung des Herzschlages mit einer Frequenz von
etwa 40 bis 60 Schlägen pro Minute. Vom AV-Knoten setzt sich das Reizleitungssystem
über das His-Bündel fort. Sollte auch der AV-Knoten ausfallen (atrioventrikulärer
Block), kann das His-Bündel als tertiärer Schrittmacher die Steuerung des
Herzens übernehmen. Dies geschieht allerdings mit einer niedrigeren Frequenz von
lediglich 30 bis 40 Schlägen pro Minute. An das His-Bündel schlieÿen sich schlussendlich
noch die sogenannten Tawara-Schenkel und Purkinje-Fasern an, welche die
Reize des Sinusknotens an die Herzmuskulatur weiterleiten. Auch diese Teile des
Reizleitungssystems sind dahingehend redundant und vermascht ausgebildet, dass
bei Ausfall einzelner Teile der Tawara-Schenkel oder Purkinje-Fasern die Reize über
andere Teile oder direkt über die Muskelmasse weitergeleitet werden können.
Dabei ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Reizleitungssystem mit ca. 2 m/s
höher als in den Herzmuskelfasern mit ca. 1 m/s. Zusammen mit dem besonderen
Aufbau der Herzmuskelfasern sorgt dies dafür, dass das Herz zum einen im Normalfall
kontrolliert schlägt und zum anderen als Ganzes (wie eine einzelne Zelle, vgl.
Kapitel 5.1.2) ein alles oder nichts-Verhalten zeigt [Ant98].
Abbildung 5.4.: Reizleitungsystem des menschlichen Herzens (aus [Ant98])
Die elektrische Aktivität des Herzens lässt sich mit entsprechend empndlichen
Messgeräten als Elektrokardiogramm (EKG) auf der Brust detektieren. Der sogenannte
Sinusrhythmus, also der zeitliche Verlauf eines EKG im Normalfall ist schematisch
in Abbildung 5.5 zu sehen.
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