Anatomie, Physiologie und Elektrophysiologie

I. Strukturen

A. Das Herz hat 4 Kammern – RA, RV, LA, LV

1. RA & LA sind Reservoirs für das Blut, das zum RV & LV

2. RV & LV sind die Hauptpumpkammern des Herzens

B. Das Herz enthält 4 Klappen

1. AV-Klappen & 2 halbmondförmige Klappen

2. Trikuspidalklappe befindet sich zwischen RA & RV (AV-Klappe)

3. bikuspide oder Mitralklappe befindet sich zwischen LA & LV (AV-Klappe)

4. Pulmonalklappe befindet sich zwischen RV & Pulmonalarterie (halbmondförmige Klappe)

5. Die Aortenklappe befindet sich zwischen dem LV & der Aorta (halbmondförmige Klappe)

6. Die Klappen öffnen und schließen sich als Reaktion auf Druckveränderungen im Herzen

7. Die Klappen fungieren als Einwegtüren, um das Blut vorwärts zu bewegen

II. Kreislauf – es ist wichtig, den Blutfluss durch das Herz zu verstehen, um die Gesamtfunktion des Herzens und die Auswirkungen von Veränderungen der elektrischen Aktivität auf den peripheren Blutfluss zu verstehen

A. Das sauerstofffreie Blut aus dem Körper kehrt über die obere und untere Hohlvene —- zum Herzen zurück und entleert sich in den rechten Vorhof —- durch die Trikuspidalklappe —- in die rechte Herzkammer —- durch die Pulmonalklappe —- in die Lungenarterie —- Lungen durch den Lungenkreislauf, Kontakt mit den Lungenbläschen und Gasaustausch —- zur Lungenvene —- in den linken Vorhof —- durch die Mitralklappe (bikuspide Klappe) —- in die linke Herzkammer —- durch die Aortenklappe —- in die Aorta —-dann zu den Kapillarbetten im ganzen Körper für den Gasaustausch.

B. Die Blutversorgung des Herzens erfolgt durch die rechte und linke Koronararterie, die aus der Aorta entspringen, direkt über und hinter der Aortenklappe

III. Nervensystem – Das Herz wird von 2 Zweigen des autonomen Nervensystems versorgt

A. Sympathisches Nervensystem (oder adrenerges Nervensystem)

1. Beschleunigt das Herz

2. Zwei Chemikalien werden vom Sympathikus beeinflusst – Epinephrin & Norepinephrin

3. Diese Chemikalien erhöhen die Herzfrequenz, die Kontraktionsfähigkeit, die Automatik und die AV-Leitung

B. Parasympathisches Nervensystem (oder cholinergisch)

1. Verlangsamt das Herz

2. Der Vagusnerv ist einer der Nerven dieses Systems, wenn er stimuliert wird, verlangsamt er die Herzfrequenz und die AV-Leitung.

IV. Elektrophysiologie

A. Herzzellen – zwei Typen, elektrische und myokardiale („arbeitende“) Zellen

1. Elektrische Zellen

a) bilden das Reizleitungssystem des Herzens

b) sind in geordneter Weise über das Herz verteilt

c) besitzen spezifische Eigenschaften

(1) Automatismus – die Fähigkeit, spontan einen elektrischen Impuls zu erzeugen und zu entladen

(2) Erregbarkeit – die Fähigkeit der Zelle, auf einen elektrischen Impuls zu reagieren

(3) Leitfähigkeit – die Fähigkeit, einen elektrischen Impuls von einer Zelle zur nächsten zu übertragen

2. Herzmuskelzellen

a) bilden die Muskelwände des Vorhofs und der Kammern des Herzens

b) besitzen spezifische Eigenschaften

(1) Kontraktilität – die Fähigkeit der Zelle, ihre Fasern zu verkürzen und zu verlängern

(2) Dehnbarkeit – die Fähigkeit der Zelle, sich zu strecken

B. Depolarisation und Repolarisation

1. Herzzellen in Ruhe gelten als polarisiert, d.h. es findet keine elektrische Aktivität statt

2. Die Zellmembran der Herzmuskelzelle trennt verschiedene Ionenkonzentrationen, wie Natrium, Kalium und Kalzium. Dies wird als Ruhepotential bezeichnet

3. Elektrische Impulse werden durch die Automatik spezialisierter Herzzellen erzeugt

4. Sobald eine elektrische Zelle einen elektrischen Impuls erzeugt, bewirkt dieser elektrische Impuls, dass die Ionen die Zellmembran durchqueren und das Aktionspotential, auch

Depolarisation genannt, verursachen5. Die Bewegung der Ionen durch die Zellmembran über Natrium-, Kalium- und Kalziumkanäle ist der Antrieb, der die Kontraktion der Herzzellen/des Herzmuskels bewirkt

6. Die Depolarisation mit der entsprechenden Kontraktion des Herzmuskels bewegt sich als Welle durch das Herz

7. Die Repolarisation ist die Rückkehr der Ionen in ihren vorherigen Ruhezustand, was der Entspannung des Herzmuskels entspricht8. Depolarisation und Repolarisation sind elektrische Vorgänge, die Muskelaktivität verursachen

9. Die Aktionspotentialkurve zeigt die elektrischen Veränderungen in der Herzmuskelzelle während des Depolarisations-Repolarisationszyklus

10. Diese elektrische Aktivität ist das, was auf dem EKG zu sehen ist, nicht die Muskelaktivität

C. Aktionspotential

1. Die Aktionspotentialkurve besteht aus 5 Phasen, 0 bis 4

2. Die 5 Phasen:

a) Phase 4 – Ruhe

(1) dies ist die Ruhephase der Zelle

(2) die Zelle ist bereit, einen elektrischen Reiz zu empfangen

b) Phase 0 – Aufwärtshub

(1) ist gekennzeichnet durch einen scharfen, (2) die Zelle empfängt einen Impuls von einer benachbarten Zelle und depolarisiert sich

(3) während dieser Phase depolarisiert sich die Zelle und beginnt zu kontrahieren

c) Phase 1 – Spike

(1) Kontraktion ist im Gange

(2) die Zelle beginnt eine frühe, schnelle, partielle Repolarisation

d) Phase 2 – Plateau

(1) Die Kontraktion ist abgeschlossen, und die Zelle beginnt sich zu entspannen

(2) dies ist eine verlängerte Phase der langsamen Repolarisation

e) Phase 3 – Abwärtsbewegung

(1) dies ist die letzte Phase der schnellen Repolarisation

(2) die Repolarisation ist am Ende von Phase 3 abgeschlossen

f) Phase 4 – Ruhe

(1) Rückkehr zur Ruhephase

(2) die Zeit zwischen den Aktionspotentialen

3. Refraktär- und Supernormalperioden

a) Absolute Refraktärperiode

(1) eine Periode, in der kein noch so starker Reiz eine weitere Depolarisation auslösen kann

(2) mit dem Beginn der Phase 0 beginnt die absolute Refraktärperiode, und erstreckt sich über die Mitte der Phase 3

(3) beginnt mit dem Beginn der Q-Welle und endet etwa am Scheitelpunkt der T-Welle

b) Relative Refraktärzeit

(1) die Zelle hat sich teilweise repolarisiert, so dass ein sehr starker Reiz eine Depolarisation auslösen kann

(2) auch verletzliche Periode der Repolarisation genannt (ein starker Reiz, der während der verletzlichen Periode auftritt, kann den primären Schrittmacher verdrängen und die (ein starker Reiz, der während der vulnerablen Periode auftritt, kann den primären Schrittmacher verdrängen und die Kontrolle über den Schrittmacher übernehmen)

(3) tritt in der zweiten Hälfte der Phase 3 auf

(4) entspricht dem Abfallen der T-Welle

c) Supernormale Periode

(1) nahe dem Ende der T-Welle, kurz bevor die Zelle zu ihrem Ruhepotential zurückkehrt

(2) ist KEINE normale Periode in einem gesunden Herzen

(3) eine Periode, in der ein Reiz, der schwächer ist als normalerweise erforderlich, eine Depolarisation hervorrufen kann

(4) dies ist eine kurze Periode ganz am Ende von Phase 3 bis in die frühe Phase 4

(5) verlängert die relative Refraktärperiode

V. Reizleitungssystem

A. Inhärente Feuerungsrate ist die Rate, mit der der SA-Knoten oder eine andere Schrittmacherstelle normalerweise elektrische Impulse erzeugt

B. SA-Knoten – Sinoatrialer Knoten

1. Dominanter oder primärer Schrittmacher des Herzens

2. Eigenfrequenz 60 – 100 Schläge pro Minute

3. Befindet sich in der Wand des rechten Vorhofs, in der Nähe des Eingangs der oberen Hohlvene

4. Sobald ein Impuls ausgelöst wird, folgt er normalerweise einem bestimmten Weg durch das Herz und fließt normalerweise nicht zurück

C. Intraatriale Bahnen – Bachmannbündel

Wenn der elektrische Impuls den SA-Knoten verlässt, wird er über die Bachmannbündel durch die linken Vorhöfe und über die atrialen Bahnen durch die rechten Vorhöfe geleitet

D. AV-Knoten – Besteht aus dem AV-Knoten und dem His-Bündel

1. AV-Knoten

a) Ist verantwortlich für die Verzögerung der Impulse, die ihn erreichen

b) Befindet sich im unteren rechten Vorhof in der Nähe der Vorhofscheidewand

c) Wartet auf den Abschluss der Vorhofentleerung und der Kammerfüllung, damit sich der Herzmuskel voll ausdehnen kann, um die maximale Herzleistung zu erreichen

d) Das Knotengewebe selbst hat keine Schrittmacherzellen, das es umgebende Gewebe (das so genannte Junktionsgewebe) enthält Schrittmacherzellen, die mit einer Eigenfrequenz von 40 – 60 Schlägen pro Minute feuern können

2. His-Bündel

a) Setzt die schnelle Leitung der Impulse durch die Ventrikel fort

b) Bildet den distalen Teil der AV-Kreuzung und erstreckt sich dann in die Ventrikel neben dem Interventrikularseptum

c) Teilt sich in den rechten und linken Bündelast

3. Purkinje-Fasern

a) Leiten Impulse schnell durch den Muskel, um Depolarisation und Kontraktion zu unterstützen

b) Können auch als Schrittmacher dienen, entlädt sich mit einer inhärenten Rate von 20 – 40 Schlägen pro Minute oder noch langsamer

a) werden normalerweise nicht als Schrittmacher aktiviert, es sei denn, die Leitung durch das His-Bündel wird blockiert oder ein höherer Schrittmacher wie der SA-Knoten oder die AV-Kreuzung keinen Impuls erzeugen

b) Erstreckt sich von den Bündelästen in das Endokard und tief in das Myokardgewebe

VI. Ektopische Schläge & Arrhythmien

A. Jeder Herzimpuls, der seinen Ursprung außerhalb des SA-Knotens hat, gilt als abnormal und wird als ektopischer Schlag bezeichnet

B. Ektopische Schläge können ihren Ursprung in den Vorhöfen, der AV-Kreuzung oder den Herzkammern haben und werden nach ihrem Ursprungsort benannt

C. Nach einem ektopischen Schlag kann es zu einer Frequenzsuppression kommen, die aber nach einigen Zyklen wieder zur Grundfrequenz zurückkehrt

D. Eine Serie von 3 oder mehr aufeinanderfolgenden ektopischen Schlägen wird als Rhythmus angesehen

E. Zu den beiden Ursachen für ektopische Schläge gehören:

1. Versagen oder übermäßige Verlangsamung des SA-Knotens

a) Ektopische Schläge, die aus dem Versagen des Sinusknotens resultieren, dienen als Schutzfunktion, indem sie einen Herzimpuls auslösen, bevor ein längerer Herzstillstand eintreten kann; Diese Schläge werden als Escape-Schläge bezeichnet

b) wenn der Sinusknoten seine normale Funktion nicht wieder aufnimmt, übernimmt die ektopische Stelle die Rolle des Schrittmachers und hält einen Herzrhythmus aufrecht; dies wird als Escape-Rhythmus bezeichnet

c) nachdem der Sinusknoten seine normale Funktion wieder aufgenommen hat, wird der Escape-Fokus unterdrückt

2. Vorzeitige Aktivierung einer anderen Herzstelle

a) Impulse treten vorzeitig auf, bevor sich der Sinusknoten genügend erholt hat, um einen weiteren Schlag einzuleiten; diese Schläge werden als vorzeitige Schläge bezeichnet

b) vorzeitige Schläge werden entweder durch erhöhte Automatik oder durch Wiedereintritt erzeugt

3. Abnormales Reizleitungssystem

VII. Automatismus

A. Besondere Eigenschaft der Herzzellen, Impulse automatisch zu erzeugen

B. Wenn die Automatizität der Zelle erhöht oder verringert ist, kann eine Arrhythmie auftreten

1. Reentry-Ereignisse – Wiedererregung einer Region des Herzgewebes durch einen einzigen Impuls, die einen oder mehrere Zyklen lang anhält und manchmal zu ektopischen Schlägen oder Tachyarrhythmien führt

2. Retrograde Erregungsleitung

a) Wenn ein Impuls unterhalb des AV-Knotens beginnt

b) Kann rückwärts in Richtung AV-Knoten übertragen werden

c) Die Erregungsleitung dauert in der Regel länger als normal und kann dazu führen, dass Vorhöfe und Herzkammern „nicht synchron“ sind