Herzerregung
Herzerregung Med2 HS18 UniFr
Herzerregung Med2 HS18 UniFr
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Lernkarten
Anatomische Lokalisation, Eigenschaften und generierte Frequenz des Sinusknotens?
Nodus sinuatrialis: Liegt subepikardial im Sulcus terminalis (im Bereich der Einmündung der V. cava superior), ist primäres Schrittmacherzentrum des Herzens und generiert eine Frequenz von ca. 60-80/min
Anatomische Lokalisation, Eigenschaften und generierte Frequenz des AV-Knoten?
Nodus atrioventricularis: Liegt im rechten Vorhof zwischen subepikardialem Fettgewebe und dem Endokard im sog. Koch-Dreieck. Er ist das sekundäre Schrittmacherzentrum des Herzens mit der langsamsten Erregungsüberleitung und verzögert die Erregung um ca. 60-120 ms. Er generiert eine Frequenz von ca. 40-50/min.
Anatomische Lokalisation, Eigenschaften und generierte Frequenz des AV-/His-Bündels?
Fasciculus atrioventricularis: Ist die Fortsetzung des AV-Knotens, durchstösst das Herzskelett im Bereich des Trigonum fibrosum dextrum. Danach verläuft es in der Pars membranaca des Interventrikulärseptums und teilt sich dort in zwei Tawara-Schenkel auf (crus dextrum et sinistrum). Es ist das tertiäre (ventrikuläre) Schrittmacherzentrum des Herzens und ist über die besonders lang refräkteren Purkinje-Fasern ein Frequenzfilter. Es generiert eine Frequenz von ca. 30-40/min
Anatomische Lokalisation der Tawara-Schenkel?
Crus sinistrum teilt sich in der Pars membranaca des Interventrikularseptums in drei Faszikel auf. Crus dextrum verläuft weiter im Interventrikularseptum und zieht im Moderatorband zum vorderen Papillarmuskel der Trikuspidalklappe.
Die Äste beider Schenkel verzweigen sich zu vielen Fasern zur Erregung des Arbeitsmyokards (Purkinje-Fasern)
Anatomische Lokalisation der Purkinje-Fasern?
Kleine Endäste der Tawara-Schenkel, die die Erregung der Schrittmacherzentren auf das Arbeitsmyokard übertragen.
Ablauf der Herzerregung darstellen:
- Erregung der Vorhöfe
- Spontane Depolarisation der Schrittmacherzellen des Sinusknotens und Erzeugung eines Aktionspotentials
- Weiterleitung des APs ans Vorhofmyokard -> Koordinierte Vorhofkontraktion
- Weiterleitung des APs vom Vorhof auf den AV-Knoten
- Verzögerung der Weiterleitung des APs im AV-Knoten
- Erregung der Ventrikel:
- Weiterleitung des APs vom AV-Knoten via His-Bündel
- Weiterleitung des APs an die Tawara-Schenkel
- Weiterleitung via Purkinje-Fasern -> Koordinierte Erregung des Arbeitsmyokards
- Koordinierte Kontraktion des Arbeitsmyokards
Definition, Lage, Flussrichtung und Aktivierungsphase der spannungsaktivierten L-Typ- bzw. Dihydrophyrin-Kanäle beschreiben:
Definition: Ca-Kanäle auf der Zelloberfläche von Herzmuskelzellen, die bei ca. -40 mV öffnen und Calciumeinstrom von extrazellulär zulassen
Lage: Zellmembran
Flussrichtung: Ca2+ von extra- nach intrazellulär
Aktivierungsphase: Plateauphase (Arbeitsmyokard) und Aufstrich (Sinusknoten)
Definition, Lage, Flussrichtung und Aktivierungsphase der Ryanodinrezeptoren beschreiben:
Definiton: Calciumkanal in der Membran des sarkoplasmatischen Reticulums, welcher bei Bindung von Ca2+ geöffnet wird (sog. Calcium-induzierte Calciumfreisetzung)
Lage: Membran des SR
Flussrichtung: Ca2+ aus dem SR nach intrazellulär
Aktivierungsphase: Plateauphase (Arbeitsmyokard)
Definition, Lage, Flussrichtung und Aktivierungsphase der SERCA (sarkoplasmatische Ca2+-ATPase) beschreiben:
Definition: Calciumpumpen bzw. -austauscher, die Calcium aus dem Zytosol pumpen und so die Kontraktion beenden.
Lage: Membran des SR
Flussrichtung: Ca2+ von intrazellulär ins SR
Aktivierungsphase: Plateauphase (Arbeitsmyokard)
Definition, Lage, Flussrichtung und Aktivierungsphase der Na+/Ca2+-Austauscher beschreiben:
Calciumpumpen bzw. -austauscher, die Calcium aus dem Zytosol pumpen und so die Kontraktion beenden.
Lage: Zellmembran
Flussrichtung: Ca2+ von intra- nach extrazellulär
Aktivierungsphase: Plateauphase (Arbeitsmyokard)
Definition, Lage, Flussrichtung und Aktivierungsphase der Funny Channels beschreiben:
Definition: unselektiver Kationenkanal in Schrittmacherzellen, der durch Hyperpolarisation geöffnet wird
Lage: Zellmembran
Flussrichtung: Kationen von extra- nach intrazellulär
Aktivierungsphase: Aufstrich (Sinusknoten)
Definition, Lage, Flussrichtung und Aktivierungsphase der "schnellen" Natriumkanäle beschreiben:
Definition: Natriumkanäle, die bei Depolarisation schnell öffnen, aber auch schnell wieder schliessen
Lage: Zellmembran
Flussrichtung: Na+ von extra- nach intrazellulär
Aktivierungsphase: Depolarisation (Arbeitsmyokard)
Definition, Lage, Flussrichtung und Aktivierungsphase des einwärtsgerichteten Kaliumkanals beschreiben:
Definition: Kaliumkanäle, die unter -70mV öffnen und durch Kaliumaustrom das Ruhemembranpotential des Arbeitsmyokards stabilisieren
Lage: Zellmembran
Flussrichtung: K+ von intra nach extrazellulär
Aktivierungsphase: Ruhemembranpotential (Arbeitsmyokard > Sinusknoten)
Definition, Lage, Flussrichtung und Aktivierungsphase der "verzögerten Auswärtsgleichrichter" Kaliumkanäle beschreiben:
Defintion: Kaliumkanäle, die bei Depolarisation mit leichter (iKr) oder starker (iKs) Verzögerung öffnen
Lage: Zellmembran
Flussrichtung: K+ von intra- nach extrazellulär
Aktivierungsphase: Repolarisation (Sinusknoten und Arbeitsmyokard)
Entstehung eines Schrittmacher-Aktionspotentials beschreiben:
- Ausgangspunkt: Schrittmacherzelle wird nach vorherigem AP auf ca. -60 mV hyperpolarisiert
- Aufstrich
- Öffnung von Funny Channels durch Hyperpolarisation -> Kationen strömen in Zelle und depolarisieren auf ca. -40 mV
- Öffnung von spannungsaktivierten L-Typ-Calciumkanälen bei ca. -40mV -> Calciumeinstrom und Depolarisation auf ca. 20 mV
- Repolarisation:
- Schluss der L-Typ Calciumkanäle
- Öffnung der verzögerten Auswärtsgleichrichter Kaliumkanäle -> Kaliumausstrom -> Repolarisation bis ca. -60 mV
- Schluss der verzögerten Auswärtsgleichrichter Kaliumkanäle bei ca. -60 mV
- Erneuter Aufstrich:
- Öffnung der Funny Channels durch Hyperpolarisation und Beginn eines neuen Zyklus -> 2.
Haben Schrittmacherzellen ein stabiles Ruhemembranpotential?
Nein: Die Funny Channels sorgen am Ende jeder Repolarisation für eine spontane und erneute Depolarisation
Wodurch wird der Aufstrich des APs einer Schrittmacherzelle verursacht? Weshalb ist dies speziell?
Der Aufstrich wird durch die spannungsaktivierten L-Typ-Calciumkanäle verursacht. Bei Neuronen und anderen Muskelzellen sind hierfür meist die schnellen Natriumkanäle verantwortlich.
Inwiefern verändert sich das AP in den verschiedenen Schrittmacherzellen?
Es nimmt vom Sinusknoten zu den Purkinje-Fasern hin zu.
Die ersten zwei Schritte der Entstehung eines Arbeitsmyokard-APs beschreiben
- Stabiles Ruhepotential bei ca. -90 mV
- Aufstrich und "overshoot"
- Erregung der Herzmuskelzelle durch das Erregungsleitungssystem via Gap Junctions -> Depolarisation bis ca. -65 mV
- Öffnung spannungsaktivierter schneller Natriumkanäle und Schluss des "Einwärtsgleichrichter"-Kaliumkanals
- Natriumeinstrom bis zu einem Membranpotential von ca. 30 mV (sog. Overshoot) -> Schluss aller schnellen Natriumkanäle
Die Schritte 3 und 4 der Entstehung eines Arbeitsmyokard-APs beschreiben
3. Partielle Repolarisation: Nach dem Overshoot öffnen sich kurzzeitig ein Kalium- und ein Chloridkanal, die eine Repolarisation bis auf das Niveau des Plateaus bedingen
4. Plateauphase des Aktionspotentials
- Öffnung von spannungsaktivierten L-Typ-Calciumkanälen bei ca. -30 mV
- Langsamer Calciumseinstrom -> Auslösung der Calcium-induzierten Calciumfreisetzung aus dem SR -> mechanische Kontraktion
- Elimination des Calciums durch Na+/Ca2+-Austauscher und Ca2+-ATPasen -> Muskel relaxiert
Schritte 5, 6 und 7 der Entstehung eines Arbeitsmyokard-APs beschreiben:
5. Repolarisation:
- Langsame Abnahme der Calciumleitfähigkeit
- Öffnung der "verzögerten Auswärtsgleichrichter"-Kaliumkanäle durch Depolarisation -> Kaliumausstrom aus der Zelle -> Repolarisation
- Weiterer Kaliumausstrom durch Einwärtsgleichrichter-Kaliumkanäle -> Stabilisierung des Ruhemembranpotentials
6. Stabiles Ruhepotential bei ca. -90 mV
7. Erneuter Aufstrich bei Erregung durch das Erregungsleitungssystem
Was ist der Sinn der Repolarisation?
Die Inaktivierung der schnellen Natriumkanäle aufzuheben und so das Auslösen eines neuen APs zu ermöglichen
Was ist die Besonderheit des APs beim Herzmuskel?
Die Plateauphase, die der Muskelzelle ausreichend Zeit zur mechanischen Kontraktion lässt.
Welche Kanäle spielen bei den Schrittmacherzellen des Herzens keine Rolle?
Die Einwärtsgleichrichter-Kaliumkanäle und die schnellen Natriumkanäle
Beschreiben der Refraktärzeit eines Arbeitsmyokards
Refraktärzeit: Beschreibt wie lange eine (Herz-)Muskelzelle absolut gar nicht (absolut) oder nur sehr schwer (relativ) zu erregen ist.
- Absolute Refraktärzeit: Die schnellen Natriumkanäle sind während der Plateauphase des APs des Arbeitsmyokards völlig inaktiviert, weshalb kein neues AP ausgelöst werden kann
- Relative Refraktärzeit: Die schnellen Natriumkanäle sind ab ca. -40 mV teilweise wieder aktivierbar, weshalb sehr starke Reize bereits wieder kleine APs auslösen können
Vulnerable Phase der elektrischen Herzaktion beschreiben?
Während der Repolarisationsphase sind Teile des Herzens relativ refraktär, so dass eine neue Erregung ein neues AP auslösen kann und es zwischen den erregten und unerregten Teilen des Herzens zu sog. kreisenden Erregungen kommen kann.
Wie wird eine dauerhafte Kontraktion (Tetanie) des Herzmuskels verhindert?
Die Plateauphase des APs des Arbeitsmyokards ist in der Regel länger als die eigentliche Kontraktion. Dies ermöglicht dem Herzmuskel wieder zu erschlaffen.
Ablauf der elektromechanischen Kopplung beschreiben (Schritte 1 bis 4)
- Unerregte Myokardzelle (intrazelluläre Ca2+-Konzentration ca. 10^-7 mol/L)
- Erregung der Myokardzelle
- Wird durch AP eines Schrittmacherzentrums erregt
- Erregung breitet sich über die Myokardmembran bis in die T-Tubuli aus -> Öffnung der dortigen spannungsabhängigen L-Typ-Calciumkanäle
- Calciumeinstrom von extrazellulär ("Calcium-Zündfunke")
- Calciumeinstrom aus dem Extrazellulärraum ins Zytosol durch die L-Typ-Calciumkanäle
- Aktivierung der Ryanodinrezeptoren des SR durch einströmendes Calcium
- Calcium-induzierte Calciumfreisetzung
- Calcium strömt aus SR durch den Ryanodinrezeptor ins Zytosol -> Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration auf 10^-5 mol/L
Ablauf der elektromechanischen Kopplung beschreiben (5-7)
5. Muskelkontraktion durch hohe Calciumspiegel
- Bindung von Calcium an Troponin C -> Aktinbindungstellen werden freigegeben
- Interaktion von Aktin- und Myosinfilamenten -> Mechanische Kontraktion
6. Relaxation durch Senkung der intrazellulären Calciumkonzentration
- SERCA pumpt Calcium aktiv in das SR zurück
- Calcium-ATPas und Natrium-Calcium-Antiporter pumpen Calcium von intra- nach extrazellulär
- Calciumkonzentration im Zytosol sind -> Interaktion von Myosin und Aktin verhindert -> Relaxation
7. Unerregte Myokardzelle: Intrazelluläre Ca2+-Konzentration normalisiert (10^-7 mol/L)
Was bewirkt die Steigerung der intrazellulären Calciumkonzentration während der Kontraktion?
Kann vom Sympathicus ausgelöst werden. Steigert die vom Muskel entwickelte Kraft (positive Inotropie)
Wie wird ein 12-Kanal-EKG standardmässig abgeleitet?
Mit sechs Extremitätenableitungen (I, II, III, aVL, aVF, aVR) und sechs Brustwandableitungen (V1-V6)
Ziwschen welchen Ableitungsformen wird unterschieden?
Bipolare Ableitungen: Spannung wird zwischen zwei Elektroden bestimmt - z.B. bei Ableitung I zwischen der Elektrode and der rechten und der an der linken Hand.
Unipolare Ableitungen: Spannung wird zwischen einer Elektrode und einem indifferenten Referenzpunkt bestimmt.
Beschreiben der Extremitätenableitungen und der Brustwandableitungen
Extremitätenableitungen: Bestandteile sind sechs Ableitungen in der Frontalebene:
- 3 bipolare Extremitätenableitungen: I, II, III (Einthoven-Ableitungen)
- 3 unipolare Extremitätenableitungen: aVR, aVL, aVF (Goldberger-Ableitungen)
Brustwandableitungen: Bestandteile sind sechs unipolare Brustwandableitungen V1-V6 (Wilson-Ableitungen) in der Horizontalebene.
Beschreiben der P-Welle (Definition und Morphologie)
Definition: P-Welle entspricht der Erregungsausbreitung in den Vorhöfen
- Ausgangspunkt der Erregung: Sinusknoten
- Ausbreitung: Vom rechten über linken Vorhof
- Vektor: Richtung Herzspitze
- Endpunkt: Vorhöfe vollständig erregt -> EKG-Linie geht zurück zur isoelektrischen Linie
Morphologie: Halbrunder, i.d.R. positiver Ausschlag
- Dauer: kleiner/gleich 0.1 s
- Amplitude <0.25 mV
PQ-Zeit und Strecke definieren
PQ-Zeit: Zeit zwischen Anfang der P-Welle und Beginn des QRS-Komplexes (intraartriale Erregungsausbreitung und atrioventrikuläre Überleitung). Dauer: kleiner/gleich 0.2 s
PQ-Strecke: Zeit zwischen Ende der P-Welle und Beginn des QRS-Komplexes (isoelektrische Strecke). Dauer: kleiner/gleich 0.1 s
QRS-Komplex definieren (Definition und Morphologie)
QRS-Komplex entspricht der Erregungsausbreitung in den Herzkammern
- Innenschicht der Herzkammern wird vor der Aussenschicht erregt
- Am Ende des QRS-Komplexes ist die gesamte Kammer erregt
Morphologie und Bedeutung:
- Q-Zacke: Initial negativer Ausschlag des QRS-Komplexes
- R-Zacke: Jeder positive Ausschlag des QRS-Komplexes
- S-Zacke: Jeder negative Ausschlag des QRS-Komplexes, dem ein R vorangeht
Dauer: kleiner/gleich 0.1 s
ST-Strecke definieren
ST-Strecke erstreckt sich vom Ende der S-Zacke bis zum Beginn der T-Welle und enspricht der vollständigen Erregung der Ventrikel. In dieser Zeit ist kein Potentialunterschied messbar (isoelektrische Linie)
T-Welle definieren
Die T-Welle entspricht der Rückbildung der Kammererregung
Verlauf: Positiv, wenn QRS-Komplex positiv; negativ wenn QRS-Komplex negativ (sog. Konkordanz der T-Welle)
QT-Zeit definieren
Zeit vom Anfang der Q-Zacke bis zum Ende der T-Welle; entspricht der gesamten intraventrikulären Erregungsdauer.
Dauer: ca. 0.35 - 0.44 s. Ist abhängig von der Herzfrequenz. Erhöht sich diese, verkürzt sich die QT-Zeit.
Welcher Phase der Herzaktion entspricht die P-Welle und die PQ-Zeit und wie sind die Herzklappen hierbei geöffnet?
Der Füllungsphase. Die Segelklappen sind geöffnet, die Aorten- und Pulmonalklappe geschlossen.