Sinusknoten

Was ist das und wie funktioniert es?

Der Sinusknoten ist das Hauptzentrum des Automatismus. Er unterdrückt den Automatismus der tiefer gelegenen Abschnitte des Reizleitungssystems und der kontraktilen Kardiomyozyten.

Bei Fröschen ist das anatomische Äquivalent des SA-Knotens der Sinus venosus, in dem sich das Remak-Ganglion befindet. Das klassische physiologische Experiment mit dem Anlegen von Stannius-Ligaturen am Froschherzen beweist das Vorhandensein von Automatie in verschiedenen Abschnitten und demonstriert einen abnehmenden Automatiegradienten vom Sinus venosus zur Herzspitze. Im Normalfall entsteht die Erregung im Hauptschrittmacher — dem Sinus venosus (SA-Knoten) —, wonach sie sich nacheinander ausbreitet: Sinus → Vorhöfe → Ventrikel. Die Kontraktionsfrequenz ist für das gegebene Herz maximal.

Wie breitet sich die Erregung aus?

Vom Sinusknoten breitet sich der Impuls in folgender Reihenfolge aus:

• Vorhöfe — die Erregung läuft über die Reizleitungsfasern der Vorhöfe; typische Vorhofkardiomyozyten werden erregt. Auf der Mechanogramm entspricht eine kleine Welle (VA) der Vorhofkontraktion.
• Atrioventrikularknoten (AV-Knoten) — der Impuls erreicht den Atrioventrikularknoten.
• His-Bündel — vom Atrioventrikularknoten breitet sich die Erregung über das His-Bündel zu den Ventrikeln aus; im Herzseptum teilt sich das Bündel in einen rechten und einen linken Schenkel.
• Purkinje-Fasern — die Erregung geht auf die Purkinje-Fasern über und erreicht typische Ventrikelkardiomyozyten, was deren Kontraktion auslöst. Auf dem Mechanogramm entspricht eine große Welle (VK) der Ventrikelkontraktion.

Wie reguliert das vegetative Nervensystem den Knoten?

• Cholinerge Regulation: Für den Sinusknoten sind M-Rezeptoren und ein Vagus-Effekt angegeben – Verlangsamung des Herzschlags. Zielstrukturen im Herzen sind $M_2$-Cholinozeptoren. Bei Wegfall des inhibitorischen Vaguseinflusses steigt der Automatismus des Sinusknotens, was zu einer Tachykardie führt. Bei niedrigen Dosen ist eine kurzzeitige Bradykardie möglich; die Ursachen sind eine Stimulation der N. vagus-Zentren im ZNS oder eine verstärkte Acetylcholin-Freisetzung infolge einer Blockade präsynaptischer $M_2$-Rezeptoren.
• Noradrenerge Regulation: Für den Sinusknoten sind $\beta_1$-Rezeptoren und eine Herzfrequenzsteigerung angegeben. Die kardialen Effekte beruhen auf einem verstärkten $Ca^{2+}$-Einstrom in verschiedene Herzstrukturen; im Sinusknoten erhöht sich der Automatismus, was zu einer Erhöhung der Herzfrequenz führt.

Rolle des SA-Knotens bei Extrasystolen

Entsteht ein Impuls außerhalb des Sinusknotens, sind Extrasystolen möglich.

• Vorhofextrasystole: Der Impuls entsteht in den Vorhöfen außerhalb des SA-Knotens, passiert den AV-Knoten und breitet sich auf normalem Weg über die Ventrikel aus. In der grafischen Aufzeichnung ist die P-Zacke vor der Extrasystole verändert, da die Erregung atypisch über die Vorhöfe verläuft. Der QRS-Komplex hat eine normale Form und ist schmal, da die intraventrikuläre Erregungsleitung nicht gestört ist.
• Ventrikuläre Extrasystole: Der Erregungsursprung liegt im Ventrikel. Nach der ventrikulären Extrasystole tritt eine vollständige kompensatorische Pause auf. Der normale Impuls aus dem SA-Knoten erreicht die Ventrikel, wenn sich diese nach der Extrasystole noch im Zustand der Refraktärität befinden, weshalb eine normale Kontraktion ausfällt. Die Ventrikel kontrahieren sich erst auf den nächsten Sinusimpuls hin. Das Intervall, das die Präextrasystolen- und Postextrasystolenperiode umfasst, entspricht zwei normalen Herzzyklen – 2 R-R.

Das Schrittmacher-Konzept in anderen Systemen

In dem Konzept der Schrittmacherrolle hypothalamischer Zentren von P.K. Anochin und K.W. Sudakow wird die Analogie zum Herzen verwendet: Ähnlich wie der Sinusknoten andere Automatiezentren des Herzens mit geringerer Erregbarkeit unterordnet, kontrollieren die motivationsfördernden Zentren des Hypothalamus Strukturen anderer Hirnebenen. Die Ausschaltung hypothalamischer Zentren führt zum Zerfall des gesamten Systems von Elementen, die zu einer motivationalen Erregung zusammengeschlossen sind.

Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen

Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt

• Atrioventrikularknoten
• Erregungsleitungssystem des Herzens
• Extrastosolie
• Vegetative Regulation des Herzens

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Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.