Allgemein
Schrittmacher generieren AP autonom, um Herz zu erregen
Schrittmacher organisieren Ionen-Fight im autonomen Underground, um Herz zu erregen
Im Herz existieren Bereiche (sog. Schrittmacher), die ohne äußere Einflüsse (d.h. autonom) elektrische Erregung erzeugen können. Diese Erregung wird entlang des Erregungsleitungssystems bis zum Arbeitsmyokard weitergegeben, wo aus den Aktionspotentialen (AP) die Kontraktion entsteht.
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Allgemein
Schrittmacherzellen enthalten reichlich Glykogen
“Schoßhunde” sind gähnende Zuckerwürfel
Die Zellen der Erregungsleitungssystems, zu dem die Schrittmacher zählen, sind selbst Herzmuskelzellen. Die Ausstattung an Enzymen und Organellen ist aber im Vergleich zu normalen Kardiomyozyten verändert: So finden sich kaum Myofibrillen, dafür reichlich Glykogen. Letzteres verleiht den Zellen in histologischen Schnitten ihr besonderes Aussehen.
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Allgemein
Sinus- & AV-Knoten im Vorhof
Sinus- & Pfau mit Knoten sitzen im Hof
Man unterscheidet je nach Lage im Herz die atrialen (Sinusknoten, AV-Knoten) von den ventrikulär gelegenen (His-Bündel, Tawara-Schenkel, Purkinje-Fasern) Schrittmacher-Zentren.
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Allgemein
His-Bündel, Tawara-Schenkel & Purkinje-Fasern in Kammer
Schiss, Teriyaki-Hühnerschenkel & Pu-Kinn in Kammer
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Allgemein
Hierarchie der Schrittmacher
Sitz-Hierarchie der Richter, unterschiedliche Stoppuhren
Die Dauer der Aktionspotentiale verändert sich je nach Lage des Schrittmachers. Die Taktung der höheren Schrittmacherzentren ist schneller. Im Endeffekt sind die Aktionspotentiale im Sinusknoten länger und werden entlang des Erregungsleitungssystems bis zu den Purkinje-Fasern immer länger. Grund dafür ist ein veränderter Besatz mit Ionenkanälen.
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Allgemein
Fehlendes stabiles Ruhemembranpotential
Emotional instabiler Richter
Warum können die Schrittmacherzellen überhaupt autonom arbeiten? Der Grund ist ein fehlendes stabiles Ruhemembranpotential (RMP) von -90 mV.
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Allgemein
“Funny” HCN-Kanäle → instabiles Membranpotential
Lustige Spatzen-Kanäle → stacheln instabilen Schrittmacher an
“Funny” HCN-Kanäle sind für das instabile Membranpotential hauptverantwortlich.
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Allgemein
Keine Kir-Kanäle in atrialen Schrittmachern
Kirchen sind bei heidnischen Vorhof-Chefs verboten
Die Abwesenheit der Kir-Kanäle (Kalium-inward-rectifier Kanäle) bei Sinus- und AV-Knoten ist ursächlich, dass die langsame diastolische Depolarisation (LDD, s. bei 15) hier besonders schnell voranschreitet. Ohne Kir-Kanäle fehlt der basale Kaliumionen-Ausstrom: es bildet sich kein RMP aus und zudem haben die funny channels keinen “Gegenspieler”.
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Allgemein
Maximal diastolisches Potential von -60 mV
Maximal potenter, negativ sechsuelle Dia-Troll-Schiri, Pfeife als Minuszeichen
Das AP der Schrittmacher beginnt ausgehend vom Zustand der maximalen diastolischen Depolarisation (ca. -60 mV).
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Ablauf des Aktionspotentials
Kammer-Schrittmacher: MDP -80 mV
Bei Glas-Kammer: Diatroll mit umgedrehter (negativer) Sanduhr-Zeit
Je nachdem ob ein Schrittmacher atrial oder ventrikulär liegt, werden dort Kir-Kanäle exprimiert oder eben nicht. Im Falle der Kammer-Schrittmacher, die Kir-Kanäle in der Membran besitzen, ist das maximale diastolische Potential (MDP) dadurch etwas negativer, nämlich -80 mV.
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Ablauf des Aktionspotentials
(1/2) “Funny” HCN-Kanäle → Kationen-Einstrom → Schwelle
(1/2) "Lustiger" Spatzen-Kanal → schubst Katzen-Ion → fällt über Schwelle
Die negative Membranspannung führt zur Öffnung der "Funny" HCN-Kanäle. Durch sie strömen nach und nach Kationen in die Zelle ein und depolarisieren sie, bis ein Schwellenwert (etwa -40 mV) erreicht ist. Diesen Vorgang nennt man langsame diastolische Depolarisation.
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Ablauf des Aktionspotentials
(2/2) → Depolarisation
(2/2) → Weißer Blitz
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Ablauf des Aktionspotentials
Funny channels öffnen bei Hyperpolarisation
Hyperaktive Spatzen sind eiskalt (hyper-“polar”) mit Katzen-Ion
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Ablauf des Aktionspotentials
Cyclische Nukleotide wie cAMP beeinflussen funny channels
Camper steckt lustigen Spatzen-Kanal Geld in Tasche
Funny channels reagieren auf cyclische Nukleotide. Als typisches Second-messenger Molekül des Sympathikus kann cAMP direkt mit ihnen interagieren und ↑ die Offenwahrscheinlichkeit. Das ermöglicht mehr Kationen den Membrandurchtritt und die LDD wird steiler. Eine Herzfrequenzsteigerung – im Sinne der sympathischen Aktivierung – ist die Folge.
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Ablauf des Aktionspotentials
LDD (langsame diastolische Depolarisation)
Katzen-Ion hat LSD-Augen (durch Schiri herbeigeführt)
Die LDD löst unmittelbar ein Aktionspotential aus. Je steiler der Anstieg der LDD ist, desto kürzer ist ihre Dauer und desto mehr APs lassen sich pro Zeiteinheit ausgelösen. Da die LDD mehr Zeit des Herzzyklus beansprucht als ein AP, ist sie der sinnvollere Angriffspunkt, um die Herzfrequenz zu beeinflussen.
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Ablauf des Aktionspotentials
Calciumeinstrom bewirkt den Aufstrich
Kuh-Ion macht Bodycheck nach unten
Ist durch den Kationen-Einstrom über die funny-channels der Schwellenwert von -40 mV erreicht, öffnen spannungsabhängige Calciumkanäle (L-Typ; auch: Dihydropyridinrezeptor) und erlauben die Passage vieler Calciumionen ins Zellinnere. Dadurch steigt die Membranspannung auf bis zu +20 mV an. Das bezeichnet man als Aufstrich des Aktionspotentials.
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Ablauf des Aktionspotentials
Kaliumausstrom sorgt für Repolarisation
Wrestler Neuling: Bananen-Ion schießt hoch und lenkt Blitz auf Herz
Die Depolarisation führt zum Öffnen von Kaliumkanälen. Diese sorgen für einen stetigen Kalium Ausstrom aus der Zelle und negativieren dadurch die Membranspannung. Gleichzeitig schließen auch die vorher aktiven Calciumkanäle, sodass einer Repolarisation – also dem Umkehren der Membranspannung – nichts mehr im Wege steht.
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Ablauf des Aktionspotentials
Erregung auf Arbeitsmyokard geleitet, Rückkehr zum Ausgangszustand → Wiederholung
Blitz wird auf Herz geleitet → Herz ruft nach mehr
Erreicht die Repolarisation eine Spannung von -60 mV, ist das das Öffnungssignal für die funny-channels und der Prozess der Depolarisation mit anschließendem Aktionspotential beginnt von Neuen.
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Klinik
Ivabradin hemmt HCN-Kanäle
Diva Ring-Girl drückt Zigarette auf Spatzen aus
Der Wirkstoff Ivabradin blockiert selektiv die funny-channels und reduziert den Schrittmacherstrom If. Folglich flacht die LDD ab und es dauert länger, bis wieder ein Aktionspotential ausgelöst wird. Dieser negativ chronotrope Effekt ist etwa bei Patienten mit einer chronischen, stabilen Angina pectoris erwünscht.
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/
Quint
Basis
Expert
Beschreibung
Markierte
schließen
Je nach Lage im Herzen unterscheidet man atriale (Sinusknoten, AV-Knoten) von ventrikulären (His-Bündel, Tawara-Schenkel, Purkinje-Fasern) Schrittmacher-Zentren.
Die Dauer der Aktionspotentiale verändert sich je nach Lage des Schrittmacher-Zentrums. Je weiter distal, desto langsamer die Taktung der Aktionspotentiale. Der Sinusknoten hat also die höchste Eigenfrequenz, die Purkinje-Fasern die niedrigste.
Es handelt sich bei den Purkinje-Fasern um spezialisierte Herzmuskelzellen des Erregungsleitungssystems mit hellem Zytoplasma, wenigen Myofibrillen und reichlich Glykogen, die in der subendokardialen Schicht verlaufen und elektrische Impulse mithilfe von Gap-Junctions schnell an die Arbeitsmuskulatur des Herzens weiterleiten. Im Gegensatz zu den regulären Kardiomyozyten ist ihre Hauptaufgabe nicht die schnelle Kontraktion, sondern die Erregungsweiterleitung an die Arbeitsmuskulatur.
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https://www.meditricks.de/wp-content/plugins/meditricks-mt-quiz/include/
n
50395
Was ist Ankizin?
Ankizin ist ein Projekt der AG Medizinische-Ausbildung bvmd e.V.
Es ist das größte non-profit, studentisch organisierte Anki-Projekt im deutschsprachigen Raum.
Ziel ist die Umsetzung des gesamten notwendigen Wissens für alle medizinischen Staatsexamina.
In freundlicher Kooperation bieten wir im Ankizin-Deck passgenau unsere Merkhilfen in den jeweiligen Anki-Karten an. Die so verknüpften Fragen kannst Du mit freundlicher Genehmigung der bvmd auch hier als Quiz ansehen.
Du findest alle Inhalte auch im Ankizin-Deck in Anki.
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Schrittmacher organisieren Ionen-Fight im autonomen Underground, um Herz zu erregen
Im Herz existieren Bereiche (sog. Schrittmacher), die ohne äußere Einflüsse (d.h. autonom) elektrische Erregung erzeugen können. Diese Erregung wird entlang des Erregungsleitungssystems bis zum Arbeitsmyokard weitergegeben, wo aus den Aktionspotentialen (AP) die Kontraktion entsteht.
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“Schoßhunde” sind gähnende Zuckerwürfel
Die Zellen der Erregungsleitungssystems, zu dem die Schrittmacher zählen, sind selbst Herzmuskelzellen. Die Ausstattung an Enzymen und Organellen ist aber im Vergleich zu normalen Kardiomyozyten verändert: So finden sich kaum Myofibrillen, dafür reichlich Glykogen. Letzteres verleiht den Zellen in histologischen Schnitten ihr besonderes Aussehen.
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Sinus- & Pfau mit Knoten sitzen im Hof
Man unterscheidet je nach Lage im Herz die atrialen (Sinusknoten, AV-Knoten) von den ventrikulär gelegenen (His-Bündel, Tawara-Schenkel, Purkinje-Fasern) Schrittmacher-Zentren.
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Schiss, Teriyaki-Hühnerschenkel & Pu-Kinn in Kammer
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Sitz-Hierarchie der Richter, unterschiedliche Stoppuhren
Die Dauer der Aktionspotentiale verändert sich je nach Lage des Schrittmachers. Die Taktung der höheren Schrittmacherzentren ist schneller. Im Endeffekt sind die Aktionspotentiale im Sinusknoten länger und werden entlang des Erregungsleitungssystems bis zu den Purkinje-Fasern immer länger. Grund dafür ist ein veränderter Besatz mit Ionenkanälen.
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Emotional instabiler Richter
Warum können die Schrittmacherzellen überhaupt autonom arbeiten? Der Grund ist ein fehlendes stabiles Ruhemembranpotential (RMP) von -90 mV.
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Lustige Spatzen-Kanäle → stacheln instabilen Schrittmacher an
“Funny” HCN-Kanäle sind für das instabile Membranpotential hauptverantwortlich.
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Kirchen sind bei heidnischen Vorhof-Chefs verboten
Die Abwesenheit der Kir-Kanäle (Kalium-inward-rectifier Kanäle) bei Sinus- und AV-Knoten ist ursächlich, dass die langsame diastolische Depolarisation (LDD, s. bei 15) hier besonders schnell voranschreitet. Ohne Kir-Kanäle fehlt der basale Kaliumionen-Ausstrom: es bildet sich kein RMP aus und zudem haben die funny channels keinen “Gegenspieler”.
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Maximal potenter, negativ sechsuelle Dia-Troll-Schiri, Pfeife als Minuszeichen
Das AP der Schrittmacher beginnt ausgehend vom Zustand der maximalen diastolischen Depolarisation (ca. -60 mV).
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Ablauf des Aktionspotentials
Bei Glas-Kammer: Diatroll mit umgedrehter (negativer) Sanduhr-Zeit
Je nachdem ob ein Schrittmacher atrial oder ventrikulär liegt, werden dort Kir-Kanäle exprimiert oder eben nicht. Im Falle der Kammer-Schrittmacher, die Kir-Kanäle in der Membran besitzen, ist das maximale diastolische Potential (MDP) dadurch etwas negativer, nämlich -80 mV.
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Ablauf des Aktionspotentials
(1/2) "Lustiger" Spatzen-Kanal → schubst Katzen-Ion → fällt über Schwelle
Die negative Membranspannung führt zur Öffnung der "Funny" HCN-Kanäle. Durch sie strömen nach und nach Kationen in die Zelle ein und depolarisieren sie, bis ein Schwellenwert (etwa -40 mV) erreicht ist. Diesen Vorgang nennt man langsame diastolische Depolarisation.
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Ablauf des Aktionspotentials
Hyperaktive Spatzen sind eiskalt (hyper-“polar”) mit Katzen-Ion
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Ablauf des Aktionspotentials
Camper steckt lustigen Spatzen-Kanal Geld in Tasche
Funny channels reagieren auf cyclische Nukleotide. Als typisches Second-messenger Molekül des Sympathikus kann cAMP direkt mit ihnen interagieren und ↑ die Offenwahrscheinlichkeit. Das ermöglicht mehr Kationen den Membrandurchtritt und die LDD wird steiler. Eine Herzfrequenzsteigerung – im Sinne der sympathischen Aktivierung – ist die Folge.
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Ablauf des Aktionspotentials
Katzen-Ion hat LSD-Augen (durch Schiri herbeigeführt)
Die LDD löst unmittelbar ein Aktionspotential aus. Je steiler der Anstieg der LDD ist, desto kürzer ist ihre Dauer und desto mehr APs lassen sich pro Zeiteinheit ausgelösen. Da die LDD mehr Zeit des Herzzyklus beansprucht als ein AP, ist sie der sinnvollere Angriffspunkt, um die Herzfrequenz zu beeinflussen.
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Ablauf des Aktionspotentials
Kuh-Ion macht Bodycheck nach unten
Ist durch den Kationen-Einstrom über die funny-channels der Schwellenwert von -40 mV erreicht, öffnen spannungsabhängige Calciumkanäle (L-Typ; auch: Dihydropyridinrezeptor) und erlauben die Passage vieler Calciumionen ins Zellinnere. Dadurch steigt die Membranspannung auf bis zu +20 mV an. Das bezeichnet man als Aufstrich des Aktionspotentials.
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Wrestler Neuling: Bananen-Ion schießt hoch und lenkt Blitz auf Herz
Die Depolarisation führt zum Öffnen von Kaliumkanälen. Diese sorgen für einen stetigen Kalium Ausstrom aus der Zelle und negativieren dadurch die Membranspannung. Gleichzeitig schließen auch die vorher aktiven Calciumkanäle, sodass einer Repolarisation – also dem Umkehren der Membranspannung – nichts mehr im Wege steht.
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Blitz wird auf Herz geleitet → Herz ruft nach mehr
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Diva Ring-Girl drückt Zigarette auf Spatzen aus
Der Wirkstoff Ivabradin blockiert selektiv die funny-channels und reduziert den Schrittmacherstrom If. Folglich flacht die LDD ab und es dauert länger, bis wieder ein Aktionspotential ausgelöst wird. Dieser negativ chronotrope Effekt ist etwa bei Patienten mit einer chronischen, stabilen Angina pectoris erwünscht.
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Reizleitungssystem des Herzens - Je nach Lage im Herzen unterscheidet man atriale (Sinusknoten, AV-Knoten) von ventrikulären (His-Bündel, Tawara-Schenkel, Purkinje-Fasern) Schrittmacher-Zentren.
Die Dauer der Aktionspotentiale verändert sich je nach Lage des Schrittmacher-Zentrums. Je weiter distal, desto langsamer die Taktung der Aktionspotentiale. Der Sinusknoten hat also die höchste Eigenfrequenz, die Purkinje-Fasern die niedrigste.
Die Dauer der Aktionspotentiale verändert sich je nach Lage des Schrittmacher-Zentrums. Je weiter distal, desto langsamer die Taktung der Aktionspotentiale. Der Sinusknoten hat also die höchste Eigenfrequenz, die Purkinje-Fasern die niedrigste.
Abbildung basierend auf YitzhakNat “Right bundle branch block (RBBB) of the human heart“, via Wikimedia Commons, angepasst mit BioRender.com
CC BY-SA 4.0
Purkinje-Fasern, Histologie - Es handelt sich bei den Purkinje-Fasern um spezialisierte Herzmuskelzellen des Erregungsleitungssystems mit hellem Zytoplasma, wenigen Myofibrillen und reichlich Glykogen, die in der subendokardialen Schicht verlaufen und elektrische Impulse mithilfe von Gap-Junctions schnell an die Arbeitsmuskulatur des Herzens weiterleiten. Im Gegensatz zu den regulären Kardiomyozyten ist ihre Hauptaufgabe nicht die schnelle Kontraktion, sondern die Erregungsweiterleitung an die Arbeitsmuskulatur.
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